157638355-PLC-Simulasi-Pintu-Garasi-Mobil-Otomatis-Berbasis-PLC.pdf

SIMULASI PINTU GARASI MOBIL OTOMATIS BERBASIS PLC

(Programmable Logic Control)

TUGAS AKHIR

Diajukan dalam rangka penyelesaian studi diploma 3 Untuk mencapai gelar Ahli Madya

 Nama

: Brata Abi Mantra

 NIM

: 5351302024

Prodi

: D3 Teknik Elektro

Jurusan

: Teknik Elektro

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2006

HALAMAN PENGESAHAN

Laporan Tugas Akhir ini telah dipertahankan di hadapan sidang penguji Tugas Akhir Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Pada hari

:

Tanggal

: Dosen Pembimbing

Drs. Henry Ananta, M.Pd.  NIP. 131571562

Dosen Penguji II:

Dosen Penguji I:

Drs. Henry Ananta, M.Pd.  NIP. 131571562 131571562

Riana Defi MP, S.T, M.T NIP. 132 307 547 547

Ketua Jurusan,

Ketua Program Studi,

Drs. Djoko Adi Widodo, M.T.  NIP. NIP. 131570064 131570064

Drs. Agus Murnomo, M.T. NIP. 131616610

Dekan,

Prof. DR. Soesanto  NIP. 130875753 130875753

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Laporan Tugas Akhir ini telah dipertahankan di hadapan sidang penguji Tugas Akhir Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Pada hari

:

Tanggal

: Dosen Pembimbing

Drs. Henry Ananta, M.Pd.  NIP. 131571562

Dosen Penguji II:

Dosen Penguji I:

Drs. Henry Ananta, M.Pd.  NIP. 131571562 131571562

Riana Defi MP, S.T, M.T NIP. 132 307 547 547

Ketua Jurusan,

Ketua Program Studi,

Drs. Djoko Adi Widodo, M.T.  NIP. NIP. 131570064 131570064

Drs. Agus Murnomo, M.T. NIP. 131616610

Dekan,

Prof. DR. Soesanto  NIP. 130875753 130875753

ii

ABSTRAK

Brata Abi Mantra, 2005. “Simulasi Pintu Garasi Mobil Otomatis Berbasis PLC(Programmable Logic Control) ”.  Tugas akhir program studi instalasi listrik, D3 Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Sistem kontrol proses terdiri atas sekumpulan piranti-piranti dan peralatan peralatan elektronik yang mampu menangani kestabilan, akurasi dan mengeliminasi transisi status yang berbahaya dalam proses produksi. Alat–alat kontrol ini diantaranya alat kontrol berbasis mikrokontroler , saklar–saklar otomatis, dan  programmable logic control (PLC). PLC (Programmable Logic Control)  adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relai yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. PLC  bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor yang terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logik, 0 atau 1, hidup atau mati) Pemakaian PLC sebagai alat kontrol untuk beberapa sistem otomatisasi telah banyak digunakan karena PLC dapat diberi perintah masukan yang memungkinkan dapat diterapkan dalam sistem pengoperasian pintu garasi secara otomatis. Pada sistem ini sebagai masukan PLC menggunakan empat pasang dioda sinar laser dan LDR( light dipendent resistor)  yaitu 00.001-00.004, yang akan bekerja apabila resistansi dari LDR yang terkena cahaya oleh dioda laser tersebut berkurang yang kemudian dihubungkan dengan relai sebagai masukan  pada PLC serta menggunakan dua buah limit switch (00.005-00.006), untuk menghentikan putaran motor. Sebagai aktuatornya (keluaran) menggunakan sebuah motor DC 12 Volt (01.001 dan 01.002), yang digunakan untuk memutar rolling door   untuk membuka ataupun menutup pintu. Simulasi alat ini berbetuk sebuah garasi yang dilengkapi dengan rolling door . Dengan adanya alat kontrol ini dapat memberikan gambaran mengenai salah satu aplikasi PLC dalam banyak hal tidak terbatas pada satu aplikasi saja serta dengan adanya alat ini diharapkan akan dapat meminimalisasi campur tangan manusia dalam membuka ataupun menutup pintu garasi mobil. Berdasarkan hasil pembuatan simulasi alat kontrol  pintu garasi mobil maka pemahaman mengenai deskripsi kerja alat mudah dimengerti dan dipahami. Rangkaian kendali pintu garasi mobil ini dapat bekerja secara otomatis dan manual. Pengoperasian secara otomatis dilakukan untuk mempermudah pengoperasiannya sedangkan secara manual digunakan untuk  perawatan dan perbaikan sistem. Dengan melihat hasil keseluruhan dari pembuatan alat simulasi ini, maka dapat diberikan saran sebagai berikut Dalam pemakaian sistem kendali khususnya PLC, sistem harus benar-benar terisolasi dari rangkaian interface luar. Dengan adanya alat simulasi ini, dapat memberikan gambaran mengenai salah satu aplikasi PLC. Pada pembuatan sistem kendali pintu garasi mobil otomatis yang sesungguhnya, harus diperhitungkan kembali faktor pemilihan motor dan gear box.

iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

•

Kemauan dan usaha keras dalam berusaha adalah langkah awal mencapai kesuksesan.

•

Pengalaman adalah guru yang paling baik.

•

Kepandaian tanpa jiwa yang sehat bagai kapal tanpa nahkoda.

PERSEMBAHAN

•

Kepada Ibunda dan keluarga tercinta.

•

Kepada seseorang yang aku sayangi.

•

Kepada semua pembaca yang budiman.

iv

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap puji syukur ke hadirat Allah swt, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-NYA sehingga dapat terselesaikannya Tugas Akhir ini. Keberhasilan Tugas Akhir ini tidak lepas dari semua pihak yang banyak memberikan bantuan, dorongan, dan bimbingan yang telah diterima dengan baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu, dalam kesempatan ini ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Soesanto, Dekan Fakultas Teknik. 2. Bapak Drs. Djoko Adi Widodo, M.T, Ketua Jurusan Teknik Elektro. 3. Bapak Drs. Agus Murnomo, M.T, Ketua Program Studi Diploma III Teknik Elektro. 4. Bapak Drs. Henry Ananta, M.Pd, Dosen Pembimbing, yang telah memberikan bimbingan, petunjuk dan saran hingga terselesaikannya tugas akhir ini. 5. Ibu Riana Defi MP, S.T, M.T, Dosen Penguji tugas akhir. 6. Bapak Ibu Dosen TE UNNES yang telah memberikan ilmu pengetahuan. 7. Teman-teman TIL’02, kost LA, dan kartika, ita yang telah memberikan dukungannya. 8. Orang Tua serta keluarga yang telah memberikan dorongan baik moril maupun materiil kepada penulis dalam pelaksanaan praktik kerja lapangan. 9. Dan kepada semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan laporan ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu  persatu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, baik dari segi fisik maupun bahasanya, hal itu karena keterbatasan kemampuan penulis baik dalam teori maupun pengalaman. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun akan penulis terima.

v

Akhirnya penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi  penulis dan mahasiswa Universitas Negeri Semarang pada khususnya dan masyarakat pada umumnya dalam memperluas pengetahuan akan ilmu dan teknologi.

Semarang,

Penulis

vi

Februari 2006

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL........................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... ii ABSTRAK ....................................................................................................... iii MOTO DAN PERSEMBAHAN ...................................................................... iv KATA PENGANTAR ........................................................................................v DAFTAR ISI ................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... ix DAFTAR TABEL ........................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xiii BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah.........................................................................1 B. Permasalahan .........................................................................................4 C. Pembatasan Masalah..............................................................................5 D. Tujuan .....................................................................................................5 E. Manfaat ..................................................................................................5 BAB II

ISI

A. Landasan Perencanaan A.1. Programmable Logic Control (PLC)............................................7 A.1.1. Bagian-bagian PLC.........................................................13 A.1.2. Masukan-masukan PLC .................................................27 A.1.3. Keluaran-keluaran PLC ..................................................28

vii

 

Halaman

A.2. Sensor Cahaya A.2.1. Dioda Sinar Laser .......................................... ...........................................................29 .................29 A.2.2. LDR( Light Dependent Resistor ......................................31 A.3. Motor DC DC sebagai penggerak .............................................. .....................................................32 .......32 A.4. Komponen Pendukung.......................... Pendukung................................................ ......................................32 ................32 A.4.1. Resistor dan Transistor ......................................... ...................................................32 ..........32 A.4.2. Relai................................................................................35 A.4.3.  Limit Switch ............................................. ................................................................... .......................35 .35 (Fuse) ...................................................36 A.4.4. Pengaman Lebur (Fuse)

A.4.5. Saklar Tombol Tekan ............................................ .....................................................36 .........36 A.5. Catu Daya A.5.1. Transformator penurun tegangan.................................. tegangan....................................38 ..38 A.5.2. Penyearah................................... Penyearah.......................................................... .....................................38 ..............38 A.5.3. Penyaring ............................................ ................................................................... ............................38 .....38 A.5.4. IC Catu Daya .......................................... ................................................................ ........................39 ..39 B. Perancangan Alat Simulasi Simulasi ........................................... .................................................................. ........................... .... B.1. Perancangan Pesawat Simulasi Simulasi ........................................... ...................................................40 ........40 B.2. Pembuatan Alat Simulasi ............................................ ............................................................40 ................40 C. Pengujian Pesawat Simulasi .......................................... ................................................................ .......................... .... C.1. Pengujian Catu Daya..................................... Daya............................................................ ..............................62 .......62 C.2. Pengujian Motor........................................ Motor.............................................................. ..................................62 ............62 D. Pengoperasian ............................................ .................................................................... .............................................. ...................... D.1. Otomatis................................ Otomatis........................................................ ............................................... ..............................64 .......64 D.2. Manual ........................................... ................................................................. ............................................ .......................65 .65 BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan ............................................. .................................................................... .............................................6 ......................66 6 B. Saran ........................................... .................................................................. ............................................. ..................................66 ............66 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

 

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

1. Omron CPM 1 A ............................................. .................................................................... ...................................11 ............11 2. Foto Omron CPM 1 A...................................... A............................................................. ..................................12 ...........12 3. Omron CPM 2 A ............................................. .................................................................... ...................................12 ............12 4. Contoh ladder diagram ........................................... .................................................................. ...........................20 ....20 5. Contoh instruksi LD dan LD NOT .......................................... ....................................................21 ..........21 6. Contoh instruksi AND dan AND NOT ................................................22 ................................................22 7. Contoh instruksi OR dan OR NOT .....................................................23 8. Contoh instruksi OUT  dan  dan OUT NOT ................................................23 ................................................23 9. Contoh instruksi DIFD (13) dan DIFU (14) ......................................24 ......................................24 10. Contoh instruksi END (01) ............................................. ................................................................25 ...................25 11. Contoh pemograman yang salah ............................................ ........................................................27 ............27 12. Contoh menghubungkan sensor masukan...................... masukan ..........................................28 ....................28 13. Relai sebagai keluaran pada PLC Omron CPM 1 A..........................28 14. Contoh menghubungkan keluaran PLC ............................................ .............................................29 .29 15. Dioda laser ........................................... .................................................................. ............................................. .......................30 .30 16. LDR................................. LDR........................................................ ............................................. ............................................ ......................31 31 17. Motor DC ............................................. ................................................................... ............................................ ........................32 ..32 18. Simbol transistor dan resistor ............................................... ............................................................34 .............34 19. Relai 12 Volt 8 pin ............................................ ................................................................... .................................35 ..........35 20. Limit switch ............................................ ................................................................... ...........................................35 ....................35

ix

Gambar

Halaman

21. (a). Trafo step down tanpa CT........................................ CT............................................................38 ....................38 (b). Trafo step down dengan CT ............................................ ........................................................38 ............38 22. Penyearah gelombang penuh dengan CT ...........................................3 ...........................................38 8 23. Penyearah gelombang penuh dengan dioda bidge .............................38 .............................38 24. Filter kapasitor ............................................. .................................................................... ......................................39 ...............39 25. IC LM 7805................................ 7805...................................................... ............................................ ..................................40 ............40 26. Diagram blok simulasi pintu garasi mobil otomatis berbasis PLC....41 27. Flow chart simulasi pintu garasi mobil mobil otomatis otomatis berbasis PLC .......42 28. Ladder diagram simulasi pintu garasi otomatis berbasis PLC PLC ..........44 29. Ladder diagram start  motor  motor forward  dengan  dengan self holding ................45 30. Ladder diagram DIFD (14).................................................. (14)................................................................46 ..............46 31. Chart DIFD (14) ........................................... ................................................................. .....................................46 ...............46 32. Ladder diagram start  motor  motor reverse dengan self holding..................47  forward dengan self holding ................48 33. Ladder diagram start  motor   motor  forward

34. Rangkaian Catu daya otomatis dan manual manual .......................................53 .......................................53 35. Rangkaian pemancar sinar laser......................................... las er.........................................................53 ................53 36. Rangkaian penerima sinar laser .............................................. .........................................................54 ...........54 37. (a). Rangkaian pembalik arah putaran motor manual ........................55 ........................55 (b). Rangkaian pembalik arah putaran motor otomatis......................55 38. Tampilan penyutingan diagram tangga syswin ..................................55 se tup ........................................... 39. Jendela new project setup ................................................................. .......................56 .56

40. Kotak dialog intruksi ladder diagram................................................56 41. Contoh penggambaran ladder diagram NO contact ..........................57 ..........................57

x

Gambar

Halaman

42. Kotak insert network ..........................................................................57 43. Kotak dialog select function ..............................................................58 44. Kotak dialog function.........................................................................58 45. Contoh hasil akhir diagram tangga ....................................................59 46. Kotak penyutingan diagram tangga lainnya.......................................59 47. Mengatur komunikasi PLC ................................................................60 48. Pengeditan diagram tangga secara online ..........................................60 49. Kotak PLC mode ................................................................................61 50. Kotak download program to PLC ......................................................61

xi

DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

1. Arti lampu indikator status CPU PLC Omron CPM 1A/ CPM 2 A .....13 2. Contoh penyimpanan kode mnemonik .................................................26 3. Daftar gelang warna resistor .................................................................33 4. Daftar alamat masukan PLC .................................................................43 5. Daftar alamat keluaran PLC..................................................................43 6. Daftar mnemonik program. ...................................................................49 7. Daftar alat dan bahan ............................................................................50 8. Daftar hasil pengujian catu daya ...........................................................62 9. (a). Daftar hasil pengujian LDR............................................................62 (b). Daftar hasil pengujian dioda laser ..................................................63 10. Daftar hasil pengujian motor.................................................................63

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

Halaman

1. Spesifikasi Umum PLC.........................................................................69 2. Ringkasan penggunaan tombol singkat (Shortcut) ...............................72 3. Ladder diagram simulasi pintu garasi mobil otomatis berbasis PLC ...74 4. Rancang bangun alat simulasi...............................................................79 5.

 

Rangkaian keseluruhan ........................................................................81

xiii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) dewasa ini sangat pesat, terutama di bidang teknologi elektronika mengakibatkan beberapa efek yang mempengaruhi kehidupan masyarakat untuk melangkah lebih maju (modernisasi), berfikiran praktis dan simple. Hal semacam ini memerlukan sarana

 pendukung yang sederhana, praktis dan berteknologi tinggi. Hal ini dapat disaksikan bahwa pembuatan peralatan–peralatan yang serba otomatis yang mengesampingkan peran manusia sebagai subjek pekerjaan telah banyak ditemukan. Untuk memenuhi kebutuhan otomatisasi ini diperlukan peralatan kontrol yang bisa memenuhi kebutuhan tersebut. Alat–alat kontrol ini diantaranya alat kontrol berbasis mikrokontroler , saklar–saklar otomatis, dan  programmable logic control (PLC).

Dalam kehidupan sehari-hari banyak hal yang dilakukan di dalam dan di luar ruangan, bahkan aktifitas tersebut tidak lepas dari keberadaan pintu dimana kita harus membuka atau menutup pintu yang membuat kita terasa enggan untuk melakukannya, berulang-ulangkali keluar masuk pintu dengan menarik atau mendorong pintu. Apalagi pintu yang terpasang mengeluarkan bunyi keras, susah  bergerak, disamping kurang sopan juga kurang praktis. Melihat kondisi riil yang ada kebanyakan proses pengoperasian pintu garasi mobil masih dilakukan secara manual dimana campur tangan manusia masih dilibatkan secara langsung. Bagi

1

2

sebagian orang, membuka atau menutup pintu garasi mobil secara manual mungkin tidak menjadi persoalan, namun bagi sebagian orang lainnya, kegiatan seperti itu mungkin saja menjadi sebuah hal yang membosankan. Dengan memanfaatkan salah satu sistem yang mempergunakan alat–alat kontrol otomatis dalam hal ini PLC, diharapkan mampu terciptanya sebuah alat kontrol otomatis yang dapat memenuhi harapan tersebut. PLC (Programmable Logic Control)  dapat dibayangkan seperti sebuah  personal komputer konvensional (konfigurasi internal pada PLC mirip sekali dengan konfigurasi internal pada personal komputer). Akan tetapi dalam hal ini PLC dirancang untuk pembuatan panel listrik (untuk arus kuat). Jadi bisa dianggap PLC adalah komputernya panel listrik. Ada juga yang menyebutnya dengan PC (programmable controlle ). PLC banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi industri, misalnya pada  proses pengepakan, penanganan bahan, perakitan otomatis dan lain sebagainya. Dengan kata lain, hampir semua aplikasi yang memerlukan kontrol listrik atau elektronik lainnya. Dengan demikian, semakin kompleks proses yang harus ditangani semakin  penting penggunaan PLC untuk mempermudah proses-proses tersebut (dan sekaligus menggantikan beberapa alat yang diperlukan). Selain itu sistem kontrol  proses konvensional memiliki beberapa kelemahan, antara lain: 1. Perlu kerja keras saat dilakukan pengkabelan. 2. Kesulitan saat dilakukan penggantian dan perbaikan. 3. Kesulitan saat dilakukan pelacakan kesalahan.

3

4. Saat terjadi masalah, waktu tunggu tidak menentu dan biasanya lama. 5.  Hard-wired Program 6. Tujuan dan aplikasi tertentu. Sedangkan penggunaan kontroler PLC memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvensional, antara lain: 1. Dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvensional, jumlah kabel yang dibutuhkan bisa berkurang hingga 80%, wiring relatif sedikit. 2. PLC mengkonsumsi daya lebih rendah dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvensional (berbasis relai). 3. Fungsi

diagnostik

pada

sebuah

kontroler

PLC

membolehkan

 pendeteksian kesalahan yang mudah dan cepat. 4. Perubahan pada urutan operasional atau proses atau aplikasi dapat dilakukan dengan mudah, hanya dengan melakukan perubahan atau  penggantian program, baik melalui terminal konsol maupun komputer PC. 5. Tidak membutuhkan spare part   yang banyak, perangkat kontroler sederhana. 6. Lebih murah dibandingkan dengan sistem konvensional, khususnya dalam kasus penggunaan instrumen I/O yang cukup banyak dan fungsi operasional prosesnya cukup kompleks. 7. Ketahanan PLC jauh lebih baik dibandingkan dengan relai automekanik.

4

8. Dokumentasi gambar sistem lebih sederhana dan mudah dimengerti. 9. Standarisasi sistem kontrol lebih mudah diterapkan. 10. Pemrograman yang ampuh dan disimpan didalam memori 11. Aplikasi yang universal karena suatu program ditetukan oleh fungsi yang tersedia. 12. Commissioning  dan

trouble

shooting  lebih

mudah

dengan

menggunakan fungsi yang tersedia. 13. Programnya dapat menggunakan teks dan grafik. 14. Dapat menerima kondisi lingkungan yang berat. 15. Produksi yang relatif besar Pemakaian PLC sebagai alat kontrol untuk beberapa sistem otomatisasi telah banyak digunakan karena PLC dapat diberi perintah masukan yang memungkinkan dapat diterapkan dalam sistem pengoperasian pintu garasi secara otomatis. Pada sistem ini pintu garasi akan membuka dan menutup sendiri ketika ada sebuah mobil yang akan masuk ataupun keluar pintu garasi dan proses ini akan berulang–ulang secara otomatis.

B. Permasalahan

Berdasarkan kondisi di atas maka timbul permasalahan yaitu bagaimana merancang sebuah simulasi pintu garasi mobil otomatis yang menggunakan sistem kontrol PLC dan akan bekerja ketika ada sebuah mobil yang masuk ataupun keluar pintu garasi dengan jalan menaikkan dan menurunkan pintu.

5

C. Pembatasan Masalah

Karena terbatasnya sarana dan prasarana dalam pembuatan alat, maka masalah yang akan dikaji dan dibahas meliputi : 1. Sistem program pengendalian piranti menggunakan PLC OMRON SYSMAC CPM 2 A.

2. Penerapan sensor disesuaikan dengan keadaan lingkungan, artinya kuat cahaya dioda laser disesuaikan dengan kepekaan LDR pada rangkaian  penerima. 3. Penguncian pintu hanya menggunakan kondisi motor yang tidak bergerak. 4. Sistem pengaman garasi mobil diabaikan, artinya hanya menggunakan kondisi pintu yang tertutup. D. Tujuan

Adapun tujuan yang hendak dicapai adalah : 1. Merancang dan membuat simulasi pintu garasi mobil otomatis dengan  penggunakan PLC sebagai alat kontrol pengendali kerja motor dan sensor. 2. Mengetahui unjuk kerja dari alat yang dibuat. 3. Meminimalisasi campur tangan manusia dalam membuka atau menutup  pintu garasi mobil.

E. Manfaat

Adapun manfaat yang tercapai dengan adanya alat tersebut adalah : 1. Bagi penulis sendiri, dapat memberikan gambaran mengenai salah satu aplikasi PLC dalam banyak hal tidak terbatas pada satu aplikasi saja.

6

2. Pemakai

dapat

membuka

dan menutup pintu garasi secara otomatis

tanpa harus mendorong ataupun menarik pintu garasi. 3. Memudahkan pemakai dalam membuka dan menutup pintu garasi mobil. 4. Sebagai bahan penunjang praktik di laboratorium PLC Teknik Elektro Universitas Negeri Semarang.

BAB II ISI

A. Landasan Perencanaan A.1. Programmable Logic Control  (PLC)

Sistem kontrol proses terdiri atas sekumpulan piranti-piranti dan  peralatan-peralatan elektronik yang mampu menangani kestabilan, akurasi dan mengeliminasi transisi status yang berbahaya dalam proses produksi. Masing-masing komponen dalam sistem kontrol proses tersebut memegang  peranan

pentingnya

masing-masing,

tidak

peduli

ukurannya.

PLC

(Programmable,  menunjukkan kemampuannya dapat diubah-ubah sesuai  program yang dibuat dan kemampuannya dalam hal memori program yang telah dibuat.  Logic,  menunjukkan kemampuannya dalam memproses input secara aritmatik, yakni melakukan operasi negasi, mengurangi, membagi, mengalikan, menjumlahkan & membandingkan. Controller,  menunjukkan kemampuannya

dalam

mengontrol

dan

mengatur

proses

sehingga

menghasilkan keluaran yang diinginkan).(Setiawan Heru, 2005:1). Menurut Putra Afgianto E (2004:1), PLC (Programmable Logic Control)  adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian

sederetan relai yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. PLC  bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor yang terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logik,

7

8

0 atau 1, hidup atau mati). Program yang dibuat umumnya dinamakan diagram tangga atau ladder diagram  yang kemudian harus dijalankan oleh PLC yang bersangkutan. Dengan kata lain, PLC menentukan aksi apa yang harus dilakukan pada instrumen keluaran berkaitan dengan status suatu ukuran atau besaran yang diamati. Menurut Suryono dan Tugino (2005:1), PLC (Programmable Logic Control)  dapat dibayangkan seperti sebuah personal komputer konvensional

(konfigurasi internal pada PLC mirip sekali dengan konfigurasi internal pada  personal komputer). Akan tetapi dalam hal ini PLC dirancang untuk  pembuatan panel listrik (untuk arus kuat). Jadi bisa dianggap PLC adalah komputernya panel listrik. Ada juga yang menyebutnya dengan PC (programmable controlle ).

Dari beberapa pengertian tersebut dapat disimpulkan bahwa PLC adalah sebuah peralatan kontrol otomatis yang mempunyai memori untuk menyimpan program masukan guna mengontrol peralatan atau proses melalui modul masukan dan keluaran baik digital maupun analog. PLC banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi industri, misalnya pada  proses pengepakan, penanganan bahan, perakitan otomatis dan lain sebagainya. Dengan kata lain, hampir semua aplikasi yang memerlukan kontrol listrik atau elektronik lainnya. Dengan demikian, semakin kompleks proses yang harus ditangani semakin penting penggunaan PLC untuk mempermudah proses-proses tersebut (dan sekaligus menggantikan beberapa alat yang diperlukan). Selain

9

itu sistem kontrol proses konvensional memiliki beberapa kelemahan, antara lain: a. Perlu kerja keras saat dilakukan pengkabelan.  b. Kesulitan saat dilakukan penggantian dan perbaikan. c. Kesulitan saat dilakukan pelacakan kesalahan. d. Saat terjadi masalah, waktu tunggu tidak menentu dan biasanya lama. e. Biaya relatif mahal karena membutuhkan spare part   relatif  banyak. Sedangkan penggunaan kontroler PLC memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan sisitem kontrol proses konvensional, antara lain: a. Dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvensional, jumlah kabel yang dibutuhkan bisa berkurang hingga 80%, wiring  relatif sedikit.  b. PLC mengkonsumsi daya lebih rendah dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvensional (berbasis relai). c. Fungsi diagnostik pada sebuah kontroler PLC membolehkan  pendeteksian kesalahan yang mudah dan cepat. d. Perubahan pada urutan operasional atau proses atau aplikasi dapat dilakukan dengan mudah, hanya dengan melakukan perubahan atau  penggantian program, baik melalui terminal konsol maupun komputer PC.

10

e. Tidak membutuhkan spare part   yang banyak, perangkat kontroler sederhana. f. Lebih murah dibandingkan dengan sistem konvensional, khususnya dalam kasus penggunaan instrumen I/O yang cukup banyak dan fungsi operasional prosesnya cukup kompleks. g. Ketahanan PLC jauh lebih baik dibandingkan dengan relai automekanik. h. Dokumentasi

gambar

sistem

lebih

sederhana

dan

mudah

dimengerti. i.

Standarisasi sistem kontrol lebih mudah diterapkan.

 j.

Pemrograman yang ampuh dan disimpan didalam memori.

k. Aplikasi yang universal karena suatu program ditetukan oleh fungsi yang tersedia. l.

Commissioning  dan

troubleshooting  lebih

mudah

dengan

menggunkan fungsi yang tersedia. m. Programnya dapat menggunakan teks dan grafik. n. Dapat menerima kondisi lingkungan yang berat. o. Produksi yang relatif besar. Tiap-tiap PLC pada dasarnya merupakan sebuah mikrokontroler (CPUnya PLC bisa berupa mikrokontroller maupun mikroprosesor) yang dilengkapi dengan  peripheral  yang dapat berupa masukan digital, keluaran digital atau relai. Perangkat lunak programnya sama sekali berbeda dengan  bahasa komputer seperti  pascal, basis C dan lain-lain. Programnya

11

menggunakan apa yang dinamakan sebagai diagram tangga atau ladder diagram.

PLC(Programmable Logic Control) CPM1A dan CPM2A merupakan PLC produk dari OMRON, perbedaan mendasar antara CPM1A dan CPM2A adalah fungsi dan jumlah terminal masukan dan keluarannya, CPM1A 10 memiliki 6 masukan (I0-I5) dan 4 keluaran (O0-O3) total 10 jalur keluaran atau masukan, sedangkan CPM2A 20 memilki 12 masukan dan 8 keluaran (total 20 jalur masukan atau keluaran). Pada gambar 1 dan 2 ditunjukkan gambar Omron CPM1A 10 keluaran atau masukan (10 I/O), sedangkan gambar 3 ditunjukkan gambar Omron CPM2A (20 I/O).

Gambar 1. Omron CPM1A Sumber (Putra Afgianto Eko, 2004:21)

12

Gambar 2. Foto Omron CPM1A

Gambar 3. Omron CPM2A Sumber (Putra Afgianto Eko, 2004:22)

13

Sebagaimana terlihat pada gambar 1 dan 2 maupun gambar 3 selain adanya indikator keluaran masukan, terlihat juga adanya 4 macam lampu indikator, yaitu PWR, RUN, ERR atau  ALM, COMM . Arti masing-masing lampu indikator tersebut ditunjukkan pada tabel 1. Tabel 1. Arti lampu indikator status CPU PLC CPM1A/CPM2A Indikator

Status

Power

ON

Catu daya disalurkan ke PLC

(hijau)

OFF

Catu daya tidak disalurkan ke PLC

 RUN

ON

PLC dalam kondisi mode kerja RUN

(hijau)

Keterangan

atau MONITOR. OFF

PLC dalam kondisi mode PROGRAM atau kesalahan total terjadi.

 ERROR

ON

atau Alarm

 bekerja) Flashing

(merah)

COMM

Kesalahan fatal terjadi (PLC berhenti

Kesalahan yang tidak fatal terjadi (PLC meneruskan operasi).

OFF

Mengindikasikan operasi normal.

ON

Data sedang di transfer lewat terminal

(oranye)

 peripheral atau RS-232C 

OFF

Data tidak sedang di transfer lewat terminal peripheral atau RS-232C.

Sumber (Putra Afgianto Eko, 2004:20)

14

A.1.1. Bagian–bagian PLC PLC sesungguhnya merupakan sistem mikrokontroler khusus untuk industri, artinya seperangkat perangkat lunak dan keras yang di adaptasi untuk keperluan aplikasi dalam dunia industri. Elemen-elemen sebuah PLC terdiri atas : a.

Central Processing Unit (CPU)

Adalah otak dalam PLC, merupakan tempat mengolah program sehingga sistem kontrol yang telah di desain akan bekerja seperti yang telah diprogramkan. CPU PLC Omron sangat bervariasi macamnya tergantung pada masing-masing tipe PLC-nya. CPU ini  juga

menangani

interkonektifitas

komunikasi

antar

dengan

bagian-bagian

piranti

internal

PLC,

eksternal, eksekusi

 program, manajemen memori, mengawasi atau mengamati masukan dan memberikan sinyal ke keluaran (sesuai dengan proses atau  program yang dijalankan). Kontroler PLC memiliki suatu suatu rutin kompleks yang digunakan untuk memeriksa memori agar dapat dipastikan memori PLC tidak rusak yang diandai dengan lampu indikator pada badan PLC.  b.

Terminal masukan (Power Supply ) Adalah terminal untuk memberi tegangan dari  power supply ke CPU (100 sampai 240 VAC atau 24 VDC). Modul ini berupa switching power supply.

15

c.

Terminal pertanahan fungsional (Functional Earth Terminal). Adalah terminal pertanahan yang harus diketanahkan jika menggunakan tegangan sumber AC.

d.

Terminal keluaran Power Supply Sebuah CPM 1A/2A dengan sumber tegangan AC dilengkapi dengan keluaran 24 VDC untuk mensuplai keluara n.

e.

Terminal masukan (Terminal Input) Adalah terminal yang menghubungkan ke rangkaian masukan.

f.

Terminal keluaran (Terminal Output) Adalah

terminal

yang

menghubungkan

ke

rangkaian

keluaran. g.

Indikator PC Indikator yang memperlihatkan atau menampilkan status operasi atau mode dari PC.

h.

Terminal pertanahan pengaman (Protective Out Terminal) Adalah terminal pengaman pertanahan untuk mengurangi resiko kejutan listrik.

i.

Indikator masukan (Indikator Input). Menyala saat terminal masukan ON.

 j.

Indikator keluaran (Indikator Output) Menyala saat terminal keluaran ON.

k.

Memori PLC 1) IR ( Internal Relay)

16

Bagian memori ini digunakan untuk menyimpan status keluaran dan masukan PLC. Untuk CPM1A/CPM2A, masingmasing bit IR000 berhubungan langsung dengan terminal masukan, misal IR000.00 (atau 000.00 saja) berhubungan langsung dengan masukan ke-1 dan IR 000.05 (atau 000.05). Daerah IR terbagi atas tiga macam area, yaitu area masukan, area keluaran dan area kerja. Untuk mengakses memori ini cukup dengan angkanya saja, 000 untuk masukan, 010 untuk keluaran dan 200 untuk memori kerjanya 2) SR (Special Relay) Special relay  adalah relai yang mempunyai fungsi-fungsi

khusus seperti untuk pencacah, interupsi dan status  flags (misalnya pada intruksi penjumlahan terdapat kelebihan digit  pada hasilnya (carry flag), kontrol bit PLC, informasi kondisi PLC, dan sistem clock  (pulsa 1 detik; 0,2 detik dan sebagainya). 3) Ar ( Auxilary Relay) Terdiri dari  flags  dan bit untuk tujuan-tujuan khusus. Dapat menunjukkan kondisi

PLC yang disebabkan oleh

kegagalan sumber tegangan, kondisi spesial I/O, kondisi input atau output  unit, kondisi CPU PLC , kondisi memori PLC. 4) LR ( Link Relay) Digunakan untuk data link   pada PLC link system. Artinya untuk tukar-menukar informasi antara dua PLC atau lebih dalam

17

suatu sistem kontrol yang saling berhubungan satu dengan yang lain dan menggunakan banyak PLC. Terdiri dari 16 word , LR00 hingga LR15 atau 256 bit, LR00.00 hingga LR15.15, untuk CPM1A/CPM2A. 5) HR ( Holding Relay)  Holding Relay  digunakan untuk mempertahankan kondisi

kerja rangkaian PLC yang sedang dioperasikan apabila terjadi gangguan pada sumber tegangan dan akan menyimpan kondisi kerja PLC walaupun sudah dimatikan. Untuk CPM1A/CPM2A daerah ini terdiri dari 20 word , HR00 hingga HR19 atau 320 bit. HR000.00 hingga HR19.15. Bit-bit HR ini dapat digunakan  bebas didalam program sebagaimana bit-bit kerja (works bit). 6) TR (Temporary Relay) Berfungsi untuk penyimpanan sementara kondisi logika  program

pada

ladder

diagram  yang

mempunyai

titik

 percabangan khusus terdapat 8 bit, TR00 hingga TR07, baik untuk CPM1A/CPM2A 7) DM ( Data Memory) Berfungsi untuk penyimpanan data-data program karena isi DM tidak akan hilang (reset)  walaupun sumber tegangan PLC  mati.

18

l.

Peripheral port

Penghubung antara CPU dengan PC atau peralatan  peripheral lainnya, yaitu dengan menggunakan kabel data  RS 232C adaptor atau  RS 422).

m.  Exspanssion I/O Penghubung CPU ke exspanssion  I/O unit untuk menambah 12 masukan dan 8 keluaran. n.

Programming console (PC) PC  berfungsi untuk memasukkan perintah atau program

secara berurutan. Adapun bagian–bagian dari  program console adalah : 1) LCD display Menampilkan program atau perintah yang dimasukkan ke dalam PLC. 2) Mode Pilihan Memilih mode operasi pada PLC yaitu mode RUN, mode PROGRAM  dan mode MON (Monitor). (a) RUN.

Digunakan untuk mengoperasikan program tanpa dapat mengubah nilai setting  yang dapat diubah pada posisi mode  MON.

19

(b) MONITOR (MON)

Digunakan untuk memonitor kerja program yang telah dibuat. (c) PROGRAM  Digunakan untuk membuat program atau membuat modifikasi atau perbaikan program sebelumnya. 3) Tombol–tombol instruksi (Instruction Keys) Adalah tombol–tombol untuk memasukkan perintah kontak yang akan digunakan. Tombol intruksi tersebut antara lain FUN, SFT,  LOAD, AND, OR, OUT, NOT, TR, LR, HR, DM, EXT, TIMER (TIM), COUNTER (CNT), Shift Register SRCH, INS,  DEL, WRITE, VER, CLEAR, PLAY atau SET, REC.

4) Tombol–tombol operasi (Operasion Keys) Adalah tombol–tombol untuk memasukkan perintah relai yang akan dipergunakan. 5) Tombol–tombol nomor (Numeric Keys) Adalah tombol–tombol untuk memasukkan nomor–nomor kontak relai dan nilai pewaktu ataupun counter (0-9). o.

Pemograman PLC(Programmable Logic Control) 1) Diagram Tangga (ladder diagram) dasar Menurut Putra Afgianto Eko (2004:57), sebuah diagram tangga atau ladder diagram terdiri dari sebuah garis menurun ke  bawah pada sisi kiri dengan garis-garis bercabang ke kanan. Garis

20

yang ada sebelah kiri di sebut palang bis (bus bar), sedangkan garis-garis bercabang (The Branching Lines) adalah baris instruksi atau anak tangga. Sepanjang garis instruksi ditempatkan  berbagai macam kondisi yang terhubungkan ke instruksi lain di sisi kanan. Kombinasi logika dari konsisi-kondisi tersebut menyatakan kapan dan bagaimana instruksi yang ada di sisi kanan tersebut dikerjakan. Contoh diagram tangga ditunjukkan pada gambar 4. Sepanjang garis intruksi bisa bercabang-cabang lagi kemudian bergabung lagi. Garis-garis pasangan vertikal (seperti lambang kapasitor) itulah yang disebut kondisi. Angka-angka yang terdapat pada masing-masing kondisi merupakan bit operan intruksi. Status bit yang berkaitan dengan masing-masing kondisi tersebut

yang

menentukan

kondisi

eksekusi

dari

 berikutnya. 00000

01001

00002

01000

00003

01000

00002

01001

Gambar 4. Contoh  Ladder Diagram

intruksi

21

2) Instruksi-instruksi tangga(ladder instrucstion) Instruksi tangga atau ladder instrucstion  adalah instruksiinstruksi yang terkait dengan kondisi-kondisi di dalam diagram tangga. Instruksi-instruksi tangga, baik yang independen maupun kombinasi atau gabungan dengan blok instruksi berikut atau sebelumnya, akan membentuk kondisi eksekusi Putra Afgianto Eko (2004:62). (a)  LOAD (LD) dan LOAD NOT  (LD NOT) Kondisi pertama yang mengawali sembarang blok logika di dalam diagram tangga. Masing-masing instruksi ini membutuhkan satu baris kode mnemonik dan kondisi eksekusinya, seperti ditunjukkan pada gambar 5. 00000

01000

Instruksi LOAD 00001

01001

Instruksi LOAD NOT  Gambar 5. Contoh intruksi LD dan LD NOT

(b)  AND dan AND NOT  Jika terdapat dua atau lebih kondisi yang dihubungkan secara seri pada garis instruksi yang sama, maka kondisi yang

22

 pertama menggunakan instruksi LD atau LD NOT dan sisanya menggunakan instruksi  AND  atau  AND NOT . Instruksi  AND dapat dibayangkan akan menghasilkan ON   jika kedua kondisi yang terhubungkan dalam kondisi ON  semua, jika ada salah satu atau kedua-duanya dalam kondisi OFF  maka instruksi AND akan lalu menghasilkan OFF .

00000

01002

00002

01000

00004

00003

01000

01002

Gambar 6. Contoh instruksi  AND dan AND NOT 

(c) OR dan OR NOT  Jika dua atau lebih kondisi dihubungkan secara pararel, artinya dalam garis instruksi yang berbeda kemudian  bergabung lagi dalam satu garis instruksi yang sama, maka kondisi pertama terkait dengan instruksi LD atau LD NOT dan sisanya berkaitan dengan instruksi OR  atau OR NOT . Gambar 7 ditunjukkan tiga buah kondisi yang berkaitan dengan LD NOT, OR NOT , dan OR.  Sekali lagi masingmasing intruksi ini membutuhkan satu baris kode mnemonik.

23

00000

01000

00001

01000

Gambar 7. Contoh instruksi OR dan OR NOT 

(d) OUT  dan OUT NOT  Cara yang paling mudah untuk mengeluarkan hasil kombinasi kondisi eksekusi adalah dengan menyambung langsung dengan keluaran melalui instruksi OUTPUT   (OUT) atau OUTPUT NOT   (OUT NOT). Kedua instruksi ini digunakan untuk mengontrol bit operan yang bersangkutan  berkaitan dengan kondisi eksekusi apakah ON  atau Off .

00000

01000

00001

01001

Gambar 8. Contoh intruksi OUT  dan OUT NOT 

24

(e)  Differentiate UP  DIFU(13) dan  Differentiate Down  DIFD (14). Intruksi DIFU(13) dan DIFD(14) digunakan untuk meng-On-kan bit operan hanya satu siklus saja atau dengan kata lain hanya sesaat saja. Instruksi DIFU(13) digunakan untuk meng- ON -kan bit operan sesaat saja saat terjadi transisi kondisi eksekusi dari OFF  ke ON . Sedangkan instruksi DIFD(14) digunakan untuk tujuan yang sama dengan DIFU(13), hanya saja saat terjadi transisi kondisi eksekusi dari ON  ke OFF .

DIFU (13) 200.00 FTSENSE

DIFD (14) 200.00 FTSENSE

Gambar 9. Contoh intruksi DIFD(14) dan DIFU(13)

(f)  END

Instruksi

terakhir

yang

harus

dituliskan

atau

digambarkan dalam diagram tangga adalah instruksi  END. PLC akan mengerjakan semua instruksi dalam program dari

25

awal (baris pertama) hingga ditemui instruksi  END  yang  pertama, sebelum kembali lagi mengerjakan instruksi dari awal lagi, artinya instruksi-instruksi yang ada di bawah atau setelah instruksi  END  diabaikan. Jika suatu diagram tangga atau program PLC tidak dilengkapi instruksi  END, maka  program tidak dapat dijalankan.

00005

01005

END(01)

Gambar 10. Contoh intruksi  END(01)

3) Kode Mnemonik Menurut Putra Afgianto Eko(2004:60) diagram tangga tidak dapat

langsung

dikirim

ke

 pemrograman (Programming

PLC

menggunakan

konsol

Console). Untuk mengirimkan

diagram tangga menggunakan konsol pemrograman maka harus dilakukan konversi diagram tangga ke kode-kode mnemonik (perangkat lunak Syswin  khusus Omron PLC Sysmac) dapat melakukan

hal

ini

dengan

otomatis.

Kode

mnemonik

menyediakan informasi yang sama persis dengan diagram tangga

26

hanya dalam bentuk yang langsung bisa diketikkan ke PLC yang  bersangkutan

(melalui

konsol

pemrograman).

Contoh

 penyimpanan kode mnemonik ditunjukkan pada tabel 2. Tabel 2. Contoh penyimpanan kode mnemonik Alamat

Intruksi

Data

00000

LD

000.00

00001

AND

000.01

00002

OR

010.00

00003

AND NOT

000.03

00004

AND NOT

010.01

00005

AND NOT

010.02

00006

OUT

010.00

4) Eksekusi Program Saat eksekusi program dijalankan, unit CPU didalam PLC akan men-scan program dari atas ke bawah, memeriksa semua kondisi dan mengerjakan semua intruksi terkait ke arah bawah. Dengan demikian penting untuk menempatkan instruksi-instruksi sesuai urutan yang seharusnya, sehingga program bisa bekerja atau berjalan sesuai dengan yang di kehendaki. Dan CPU selalu mengerjakan instruksi dari kiri ke kanan sebelum kembali lagi ke titik

cabang

kemudian

 berikutnya dan seterusnya.

mengerjakan

pada

garis

instruksi

27

(a) Catatan Penting Pemrograman Jumlah kondisi yang digunakan baik secara seri ataupun pararel tidak terbatas selama tidak melampaui kapasitas memori dari PLC. Dengan demikian gunakan sebanyak

mungkin

kondisi

sesuai

dengan

kebutuhan

 pemrograman PLC, serumit mungkin. Tetapi ada satu hal yang tidak boleh dilakukan yaitu menulis kondisi secara vertikal, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 11.

Gambar 11. Pemrograman yang salah A.1.2. Masukan–masukan PLC Kecerdasan sebuah sistem terotomasi sangat tergantung pada kemampuan sebuah PLC untuk membaca sinyal dari berbagai macam jenis sensor dan piranti-piranti masukan lainnya. Untuk bisa melakukan  perubahan pada memori status masukan tersebut, dibutuhkan sumber tegangan untuk memicu masukan. Pada gambar 12 ditunjukkan contoh menghubungkan sebuah sensor dengan tipe keluaran sinking(menyedot arus) dengan masukan PLC yang bersifat sourcing (memberikan arus).

28

Gambar 12. Contoh menghubungkan sensor masukan Sumber Putra Afgianto Eko (2004:13) A.1.3. Keluaran PLC Sistem terotomasi tidaklah akan lengkap jika tidak ada fasilitas keluaran, beberapa alat atau piranti yang banyak digunakan adalah motor, solenoida,

relai,

lampu

indikator

dan

sebagainya.

Omron

CPM1A/CPM2A (seri A) menggunakan keluaran berupa relai, dengan adanya relai ini, menghubungkan dengan piranti eksternal menjadi lebih mudah. Pada gambar 13 ditunjukkan gambar rangkaian rangkaian relai sebagai keluaran pada CPM1A atau CPM2A.

Optoisolator

Gambar 13. Relai sebagai keluaran pada PLC Omron Sumber Putra Afgianto Eko (2004:23)

internal

29

Pada gambar diatas tampak bahwa CPU PLC betul-betul terisolasi dari luar, pertama dengan menggunakan komponen optoisolator dan dari optoisolator ini digunakan untuk menggerakkan relai(terminal A dan B) dan sebuah dioda yang dipasang pararel dengan relai sebagai pengaman arus balik yang terjadi saat pensaklaran.

Gambar 14. Contoh menghubungkan keluaran PLC dengan lampu Sumber Putra Afgianto Eko (2004:24)

A.2.Sensor A.2. Sensor Cahaya

A.2.1. Dioda Laser Dioda laser adalah LED yang dibuat khusus untuk dapat beroperasi sebagai laser. Laser singkatan dari “light amplifications by stimulated of radiation” (amplifikasi cahaya dengan emisi radiasi yang distimulasi).

Tidak seperti LED, dioda laser mempunyai lubang optis dibentuk dengan  pelapisan sisi yang berlawanan dari chip untuk menghasilkan dua  permukaan pemantulan yang tinggi. (Frank D. Petruzela, 2002:244). Seperti LED, dioda laser adalah dioda sambungan PN yang pada level arus tertentu akan memancarkan cahaya.

30

Dioda laser tidak lebih dari suatu LED yang dibuat dengan sangat teliti dengan lapisan–lapisan rata dan dua buah cermin kecil. Cermin–  cermin itu sangat berhadapan antara yang satu dengan yang lainnya dan menghasilkan umpan balik internal yang menyebabkan terjadinya  perangsangan emisi dari radiasi (stimulated emulation of radiation). Emisi yang distimulasikan terjadi secara alamiah bila suatu proses cahaya yang dipancarkan oleh elektron yang dibangkitkan menyerang elektron kedua yang dibangkitkan dan memaksa untuk mengadakan  penggabungan kembali dengan suatu lubang hasilnya adalah terjadinya dua buah proton yang memiliki frekuensi dan perjalanan per jalanan yang benar–benar identik dalam fasa yang sempurna antara yang satu dengan yang lainnya. Emisi yang disimulasikan merupakan suatu amplifikasi (penguatan) kemudian disimulasikan bahan laser dan hasilnya adalah sinar laser. cahaya

Lensa

Gambar 15. Dioda laser

Sebagian besar dioda laser dibuat dengan memproduksi lapisan  presisi dari arsenida galium (GaAs) atau semikonduktor penghasil cahaya yang lain, dioda laser dalam rangkian ini digunakan sebagai pemancar yang berkas cahayanya dikenakan secara langsung dengan LDR selaku sensor penerima cahaya.

31

A.2.2. LDR (Light Dependent Resistor) LDR singkatan dari  Light Dependent Resistor   yang dibuat dari  bahan semikonduktor seperti silicon, selenium atau kadmium sulfida. Foton conductive  ini mempunyai sifat akan berkurang nilai resistansinya

apabila tidak terdapat cahaya yang mengenainya dan akan naik nilai resistansinya apabila cahaya jatuh padanya. (Paul Fay, 1984:36).

Gambar 16. LDR

A.3.Motor DC

Motor adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus searah menjadi tenaga gerak atau energi mekanik, dimana tenaga gerak tersebut berupa putaran daripada rotor. Fungsi motor ini berdasarkan gejala  bahwa suatu medan magnet mengeluarkan gaya pada penghantar berarus. Prinsip kerjanya adalah apabila sebuah kawat penghantar yang dialiri arus diletakkan antara dua buah kutub magnet, maka pada kawat itu akan bekerja suatu gaya yang menggerakkan kawat itu (gaya lorentz). Setiap konduktor yang mengalirkan arus mempunyai medan magnet disekelilingnya. Kuat medan tergantung pada besarnya arus yang mengalir dalam konduktor tersebut. Pada motor DC, konduktor pengalir arus dililitkan  pada alur-alur jangkar. Jika jangkar berputar maka dalam lilitan jangkar motor

32

tersebut dibangkitkan gaya gerak listrik (GGL) yang kemudian diubah menjadi energi mekanik dalam rotor. Kontruksi dari motor DC terbagi atas beberapa bagian antara lain : 1)

Stator atau bagian yang diam, terdiri dari: Rumah stator (gandar) sebagai tempat jalan mengalirnya medan magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet, dan melindungi bagian-bagian mesin lainnya, sehingga dibuat dari bahan feromagnetik.

2)

Rotor yang berputar, terdiri dari jangkar, lilitan jangkar, komutator dan sikat-sikat.

Gambar 17. Motor DC

A.4.Komponen pendukung

A.4.1. Resistor dan transistor Resistor adalah salah satu komponen elektronika dari bahan semi konduktor yang mempunyai dua kaki yang bersifat menghambat arus yang mengalir. Untuk menentukan nilai resistansi dari resistor biasanya dilakukan dengan cara mengamati gelang warna yang terdapat pada

33

resistor. Dibawah ini daftar gelang warna yang biasa terdapat pada badan resistor. Tabel 3. Daftar gelang warna resistor  No

Warna

Gelang ke-1

Gelang ke-2

Gelang ke-3

1.

Hitam

0

0

0

2.

Coklat

1

1

101

3.

Merah

2

2

10 2

4.

Orange

3

3

10 3

5.

Kuning

4

4

10 4

6.

Hijau

5

5

10 5

7.

Biru

6

6

10 6

8.

Ungu

7

7

10 7

9.

Abu-abu

8

8

10 8

10.

Putih

9

8

10 9

11.

Emas

-

-

5%

12.

Perak

-

-

10%

Transistor adalah merupakan salah satu komponen elaktronika yang terdapat dari bahan semikonduktor yang mempunyai tiga kaki yaitu kaki basis, kaki kolektor dan kaki emitor. Transistor terdiri dari dua jenis dilihat dari bahan yang membuatnya, yaitu transistor silikon (0,7 volt) dan transistor germanium(0,2 volt.) Transistor dibagi menjadi dua tipe, yaitu :

34

1. Tipe PNP (negative-positif-negative) 2. Tipe PNP (positif-negative-positif) Dalam rangkaian ini menggunakan transistor tipe NPN, transistor ini bekerja jika pada basis dibias positif. Jika kolektor positif dan emitor negative, maka transistor akan jenuh, serta antara kolektor dan emitor akan terhubung singkat, hal ini yang dimanfaatkan sebagai saklar.          3

2

R1 Q1A TIP 13

2k2 Ohm

(a).

(b).

Gambar 18. Simbol transistor dan resistor

A.4.2. Relai Relai adalah

suatu alat yang dioperasikan dengan listrik yang

mengontrol penghubungan rangkaian listrik (Frank D. Petruzella, 2004:191). Relai menempati posisi penting dalam banyak sistem kontroL,  bermanfaat untuk kontrol jarak jauh, pengendalian arus dan tegangan tinggi dengan sinyal kendali bertegangan dan berarus rendah. Susunan  paling

sederhana

terdiri

atas

kumparan

kawat

penghantar

yang

digulungkan pada former memutari teras magnet. Bila kumparan dienergikan oleh arus, medan magnet yang dibangun menarik armatur  berporos, memaksanya bergerak cepat kearah teras. Gerakan armatur ini melalui pengungkit dipakai untuk membuka atau menutup kontak-kontak. Waktu kerja dan waktu lepas untuk relai armatur berada dalam daerah 15

35

milidetik. Susunan semua kontaknya itu secara listrik terisolasi dari rangkaian kumparan. Normal terbuka (normally open),  kontak-kontak akan tertutup bila relai diberi tegangan. Normal tertutup (normally close), kontak-kontak terbuka bila diberi tegangan. 13 9

5

1

 NC

14 12 8

NO

4

Gambar 19. Relai 12 Vollt 8 pin

A.4.3. Limit Switch Sakelar batas atau limit switch  merupakan saklar yang dapat dioperasikan secara otomatis ataupun manual.  Limit switch  mampunyai fungsi yang sama yaitu mempunyai kontak NO (Normaly Open)  dan NC (Normally Close). Limit switch akan bekerja jika ada benda yang menekan roller -nya, sehingga kedudukan kontak NO menjadi NC dan kontak NC

menjadi NO. Jika benda sudah diangkat, roller   dari limit switch  kembali keposisi semula, demikian pula dengan kedudukan kontak-kontaknya.

1 dan 2 NO 1 dan 3 NC 1

2

3

Gambar 20. Limit Switch

36

A.4.4. Pengaman lebur tabung (Fuse) Pengaman lebur berguna untuk memutuskan atau membuka rangkaian listrik bila terjadi hubung singkat. Pengaman lebur tabung mempunyai elemen lebur yang ditempatkan dan dilindungi oleh tabung kertas fiber dan kedua unjungnya ditutup dengan kontak cincin perunggu. Kedua ujung elemen leburnya disambungkan kepada kedua kontak cincin perunggu tersebut. Sehingga apabila diantara kedua ujung cincin perunggu diukur dengan Ohmmeter akan menunjukkan adanya hubungan keduanya.

Gambar 21. Pengaman Lebur (fuse)

A.4.5. Saklar tombol tekan Saklar tombol tekan adalah suatu jenis peralatan kontrol yang digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian listrik. Saklar tombol tekan dioperasikan secara manual dengan cara menekan tombolnya. Menurut kedudukan kontak-kontaknya tombol tekan dapat dibagi menjadi dua yaitu,  Normally Open  (NO) dan  Normally Close  (NC). Kontak NO kedudukan kontaknya dalam keadaan terbuka sebelum tombol dioperasikan atau ditekan. Apabila kontak NO tersebut ditekan maka kedudukan kontaknya akan berubah menjadi NC (tertutup), begitu juga sebaliknya

37

untuk kontak NC dan ketika tombol dilepas maka kedudukan kontaknya akan kembali keposisi semula.

Push

Gambar 22. Saklar tekan NO dan NC A.5.Catu daya

Sebagian besar piranti elektronika membutuhkan tegangan DC untuk  bekerja. Meskipun baterai berguna dalam piranti yang bisa dibawa-bawa atau  piranti berdaya rendah, akan tetapi waktu operasinya terbatas. Sumber daya yang mudah dapat dibuat dari sebuah rangkaian yang dapat mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. Sebuah  power supply  dapat dibuat dengan tiga buah komponen utama, yaitu transformer, dioda penyearah, dan kapasitor  filter. A.5.1. Transformator Penurun Tegangan Transformator penurun tegangan adalah transformator yang diperlukan untuk menurunkan tegangan primer yang tinggi misalnya sebesar 220 Volt atau 380 Volt, menjadi tegangan yang lebih rendah pada  bagian sekundernya, 6 Volt, 9 Volt, 12 Volt, atau 24 Volt. Ada dua jenis transformator penurun tegangan yaitu transformator penurun tegangan dengan CT (Center Tap) dan transformator penurun tegangan tanpa CT.

38

220

220

T1 1

3

T2 1

12 VAC 5

12 VAC

6 CT

2

4

4

0

0

8

0

12 VAC

(a)

(b)

Gambar 23. (a). Trafo step down tanpa CT dan (b). Trafo step down dengan CT

A.5.2. Penyearah Penyearah (rectifier)  merupakan bagian dari catu daya yang  berfungsi untuk mengubah tegangan bolak-balik atau AC menjadi tegangan searah atau DC. Komponen yang berfungsi sebagai penyearah adalah dioda. Dalam pembuatan catu daya menggunakan 2 macam rangkaian penyearah yaitu : 1. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan CT 2. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan dioda bridge.

220

T2 1

D2 5 VCC 6 CT

4 0

8 D2

0

(a)

39

220

T1 1

+

D1 3

D2 D4 2

4

D3

0

-

(b) Gambar 24 (a). Penyearah gelombang penuh dengan CT (b). Penyearah gelombang penuh dengan dioda bidge

A.5.3. Penyaring kapasitor (filter kapasitor) Tegangan DC yang berdenyut yang dihasilkan oleh rangkaian  penyearah bukanlah DC murni, sehingga dibutuhkan sebuah penyaring. Rangkaian filter ini menggunakan kapasitor yang diletakkan melintasi terminal keluaran. Kapasitor ini meratakan denyutan-denyutan tersebut dan memberikan suatu tegangan yang hampir DC murni, biasanya kapasitor  filter   itu adalah sebuah kapasitor elektrolit dengan harga yang  besar.

C1

Beban

Gambar 25. Filter dengan menggunakan Kapasitor

40

A.5.4. IC Catu daya Didalam rangkaian catu daya biasanya tegangan keluaran dari rangkaian itu tidak sesuai atau mendekati tegangan nominal yang diperlukan . untuk mengatasi masalah tersebut biasanya dipasang IC catu daya. IC ini digunakan untuk lebih mengakuratkan nilai tegangan keluaran. Dalam rangkaian ini menggunakan IC antara lain : •

LM 7805 (positif regulator)

Input

123 Ground

tegangan keluaran + 5 V.

Output

Gambar 26. IC LM 7805 Sumber Wijayacitra Paulus (1994:12)

B. Perencanaan Alat Simulasi B.1. Perancangan alat simulasi

Pesawat simulasi digunakan untuk mendiskripsikan cara kerja sistem  pengendalian pintu garasi menggunakan  programmable logic controller  (PLC). Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan program kendali  pintu garasi pada PLC adalah sebagai berikut : 1. Memahami urutan kerja kendali pintu garasi dan membuat dalam  bentuk diagram blok dan  flow chart  seperti yang terdapat pada gambar 27 dan 28.

41

Catu Daya 5 Volt

Catu Daya 12 volt

Input

Output PLC

Sensor 1

Penerima Sinar Laser

000.01 010.01

Sensor 2

Penerima Sinar Laser

000.02 010.02

Sensor 3

Penerima Sinar Laser

000.03

Sensor 4

Penerima Sinar Laser

000.04

000.05 000.06

Limit Switch atas

Limit Switch  bawah

Driver Motor DC

Catu Daya 20 volt

M

Pintu garasi mobil

Gambar 27. Diagram blok simulasi pintu garasi mobil otomatis berbasis PLC.

42

Gambar 28. Flow chart  simulasi pintu garasi mobil otomatis berbasis PLC.

43

2. Membuat daftar input dan output Berikut ini merupakan daftar alamat input dan output PLC yang ditunjukkan pada tabel 4. Tabel 4. Daftar alamat masukan PLC Alamat

Keterangan

00001

Sensor buka pintu garasi (1) dari arah luar ruangan.

00002

Sensor buka pintu garasi (2),diseri dengan sensor (1).

00003

Sensor tutup pintu garasi.

00004

Sensor buka pintu garasi dari arah dalam ruangan.

00005

Limit switch batas atas penghenti kerja pintu naik.

00006

Limit switch batas bawah penghenti kerja pintu turun.

Tabel 5. Daftar alamat keluaran PLC ALAMAT

KETERANGAN

01001

Motor pembuka pintu garasi.

01002

Motor penutup pintu garasi.

3. Pembuatan ladder diagram Dibawah ini merupakan ladder diagram  simulasi pintu garasi mobil otomatis berbasis PLC serta terdapat beberapa penjelasan mengenai ladder diagram-nya.

44

00001

00002

Sensor_1

Sensor_2

00005

01002

01001

Batas_atas

Turunkan

Naikkan

01001

 Naikkan

00003 DIFD ( 14) Sensor_3

200.00 FTSENSE

200.00

FTSENSE

00006

Batas_bawah

01001

01002

Naikkan

Turunkan

00005

01002

01001

Batas_atas

Turunkan

01002

Turunkan

00004

Sensor_4

Naikkan

01001

 Naikkan END

Gambar 29. Ladder Diagram Pintu Garasi Mobil Berbasis PLC

45

Penjelasan ladder diagram 00001

00002

Sensor_1

Sensor_2

00005

01002

01001

Batas_atas

Turunkan

Naikkan

01001

 Naikkan

Gambar 30. Ladder diagram start motor forward  dengan self holding

Saat sensor_1 (00001) dan 2 (00002) terpicu maka keluaran 01001 atau motor (forward)  akan bekerja dengan kondisi bahwa saklar batas atas (00005) dan keluaran turunkan (01002) masih dalam keadaan OFF atau mati. Ketika motor (forward)  maka kontak (01001) akan terhubung sehingga arus akan mengalir ke keluaran (01001). Apabila sensor_1 (00001) dan sensor_2 (00002) ataupun salah satu saklar di off -kan maka tidak akan berpengaruh  pada keluaran (01000) karena keluaran (01001) di- OR  kan dengan saklar masukan. Rangkaian ini biasanya disebut rangkaian self holding  (rangkaian  pengunci). Sensor_1 (00001) dan 2 (00002) ini di–  AND  kan guna mengatasi keluaran apabila ada sesuatu ataupun seseorang yang melewati salah satu sensor, pintu tidak akan bekerja kecuali kedua-duanya terpicu secara  bersamaan.  Limit switch  batas atas (00005) digunakan sebagai pemutus arus yang menuju keluaran (01001), saat saklar (00005) terpicu maka arus keluaran

46

akan terputus, menyebabkan motor berhenti dan kontak (01001) akan terbuka kembali. 00003 DIFD (14)

Sensor_3

200.00 FTSENSE

Gambar 30. Ladder diagram DIFD (14)

Saat sensor_3 (00003, saklar untuk menutup pintu) terpicu, keluaran tidak akan langsung bekerja karena diberi perintah DIFD (14). Dimana  perintah diferentiate down(DIFD (14)) berfungsi untuk mengubah kondisi logika bit operan dari OFF   menjadi ON   selama 1 scan time. 1 scan time adalah jumlah waktu yang dibutuhkan oleh PLC untuk menjalankan program mulai dari alamat program (00000) sampai intruksi  END (01). DIFD (14) mendeteksi transisi turun dari input , yang artinya kondisi ini bekerja dari transisi OFF  ke ON ke OFF . Saat sensor 3 kembali OFF   maka keluaran akan langsung bekerja.

IN

OUT 1 SCAN

Gambar 32. Chart DIFD (14)

47

00003 DIFD (14) 200.00 Sensor_3 FTSENSE

200.00

FTSENSE

00006

Batas_bawah

01001

Naikkan

01002

Turunkan

01002

Turunkan

Gambar 33.  Ladder diagram start motor reverse  dengan rangkaian self holding

Saat kondisi sensor_3 (00003) terpicu (sensor untuk menutup pintu), keluaran (01002) tidak akan langsung bekerja, kemudian setelah saklar OFF kembali arus mengalir pada kontak IR 200.00 akan bekerja mensuplai arus ke keluaran sehingga keluaran (01002) akan bekerja dengan kondisi bahwa saklar  batas atas (00006) dan keluaran naikkan (01001) masih dalam keadaan NC atau OFF .  Limit switch batas bawah (00006) digunakan sebagai pemutus arus yang menuju keluaran (01002), saat limit switch  (00006) terpicu maka arus keluaran akan terputus, menyebabkan motor berhenti dan kontak (01002) akan terbuka kembali. Kondisi ini juga dilengkapi dengan rangkaian self holding sehingga saat kontak IR 200.00 terbuka kembali, arus tetap mengalir dan keluaran tetap bekerja.

48

00004

Sensor_4

00005

01002

01001

Batas_atas

Turunkan

Naikkan

01001

 Naikkan

END(01)

Gambar 33. Ladder diagram start motor forward  dengan self holding

Saat sensor (00004) terpicu maka keluaran (01001) atau motor (forward)  akan bekerja dengan kondisi bahwa saklar (00005) ( limit switch

 batas atas) dan keluaran turunkan (01002) masih dalam keadaan off atau mati. Ketika motor (forward)  maka kontak (01001) akan terhubung sehingga arus  juga mengalir dari saklar (01001). Apabila saklar (00004) di off kan maka tidak akan berpengaruh pada keluaran 01001 karena keluaran 01001 di- ORkan dengan sensor masukan (00004) (rangkaian self holding atau pengunci). Limit switch batas bawah (00005) digunakan sebagai pemutus arus yang menuju keluaran (01001), menyebabkan motor berhenti dan kontak (01001) akan terbuka kembali. Perintah END digunakan untuk mengakhiri seluruh  perintah yang terdapat pada program PLC.

49

4. Pembuatan mnemonik  program Tabel 6. Daftar mnemonik Program Alamat

Intruksi

Data

00000

LD

000.01

00001

AND

000.02

00002

OR

010.01

00003

AND NOT

000.05

00004

AND NOT

010.02

00005

OUT

010.01

00006

LD

000.03

00007

DIFD

200.00

00008

LD

200.00

00009

OR

010.02

00010

AND NOT

000.06

00011

AND NOT

010.01

00012

OUT

010.02

00013

LD

000.04

00014

OR

010.01

00015

AND NOT

000.05

00016

AND NOT

010.02

00017

OUT

01001

00018

FUN

(01)

50

B.2. Pembuatan Alat Simulasi

B.2.1. Alat dan bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan pesawat simulasi dapat dilihat dalam tabel berikut: Tabel 7. Daftar alat dan bahan  No

Nama Alat dan

Spesifikasi

Jumlah

Bahan 1.

Gergaji kayu

-

1 buah

2.

Gergaji besi

-

1 buah

3.

Obeng -

-

1 buah

4.

Obeng +

-

1 buah

5.

Bor kayu

-

1 buah

6.

Mata bor

Ф 1

mm

1 buah

7.

Bor PCB

Ф 8

mm

1 buah

8.

Tang Kombinasi

-

1 buah

9.

Kikir bulat

-

1 buah

10.

Palu

-

1 buah

11.

Multimeter Digital

MAXCOM

1 buah

12.

Laker

13.

Paku skrup

¾”, ½”

1 gros

14.

Pipa PVC

¾”

½ meter

15.

Amplas

No. 1000

2 lembar

Ф 10

mm

2 buah

51

16.

PCB

20 X 10 cm

2 buah

17.

Motor

12 VDC

1 buah

18.

Limit switch

10 A, 1000 VAC

2 buah

19.

Lampu LED

5 mm, 10 mm

5 buah

20.

Relai 5 Pin

12 VDC, 5 A

4 buah

Relai 8 Pin

8 buah

21.

Dioda laser

CLASS 11 A

4 buah

22.

Transformator

3A

1 buah

23.

Kapasitor

2200 µf / 50 V,

2 buah

1000 µf / 35 V 24.

Dioda

IN 5401, IN 4002

8 buah

25.

IC Regulator

LM 7805

1 buah

26.

LDR

4,5 X 3,6 mm

4 buah

27.

Resistor

2K2 Ω

4 buah

28.

Transistor

TIP 31

4 buah

29.

Jumper

-

16 buah

30.

Sekering tabung

5A

1 buah

31.

Push button

1 A, 50 V AC

4 buah

32.

Kabel pelangi

-

5 meter

33.

PLC

CPM 2A

1 buah

34.

Solder dan Tenol

-

1 buah

35.

Soldering Atactor

-

1 buah

52

36.

Besi

Φ=1 cm, P=30 cm

1 buah

37.

Kayu

P=1,5 m

1 buah

38.

Triplek

1X1,5 m

1 buah

B.2.2. Proses pembuatan alat simulasi Pembuatan simulasi pintu garasi otomatis dengan menggunakan PLC ini dirancang untuk dapat mengoperasikan pintu garasi secara otomatis. Proses pembuatan alat simulasi dimulai dilakukan dengan urutan sebagai berikut : 1. Memotong kayu dengan ukuran 85 x 30 cm sebagai alas 1 buah, 30 x 30 sebanyak 6 buah dan 2 buah ukuran 40 x 30 cm sebagai rangka sebuah garasi serta triplek ukuran 40 x 30 cm 2 buah dan 30 x 30 cm. 2. Membuat simulasi pintu rolling door  menggunakan potongan dudukan tirai jendela dengan ukuran 29 x 30 cm, sebuah mika plastik dengan ukuran 27 x 35 cm sebagai daun pintu. 3. Membuat dudukan untuk penempatan sensor 1, 2, 3, 4 serta dudukan untuk limit switch disesuaikan dengan kebutuhan. 4. Pemutar pintu rooling door dengan menggunakan potongan besi  berdiameter ± 1cm, serta membuat dudukannya dengan menggunakan dua buah laker   yang dipasang pada samping atas kedua sisi pintu garasi serta pemutarnya menggunakan pipa PVC berdiameter ± 2 cm. 5. Merangkai kayu tersebut dengan paku serta simulasi pintu garasi  berikut daun pintunya.

53

6. Memasang mekanik pintu garasi dan menghubungkannya ke motor. 7. Memasang dioda laser, LDR, dan limit switch. 8. Membuat rangkaian elektronik sesuai gambar dibawah ini. 9. Membuat panel sesuai gambar rencana. 10. Memasang koponen-konponen panel. 11. Melakukan pengujian terhadap semua bagian pesawat simulasi. 12. Mencoba kerja pesawat simulasi dengan menggunakan PLC

catu daya penerima   I     H OTOMATIS   I     H

T1 1

0

15 7

catu daya motor R1 R

220 Volt AC CT

12 2

DIODE

6

Buka Pintu 12 Volt DC

11

5

15

0

TRAN_ISDN_12         1

D3

DIODE

0

Tutup Pintu OTOMATIS

2

-

+

4

BRIDGE

  I     H

LM 7805

        3

  I     H

Dioda laser 1-4

  I     H   I     H

0

Gambar 35. Rangkaian Catu Daya Otomatis dan Manual 47 Ohm

- 5 Volt

+ 5 Volt

D1 LED

@be.com

Gambar 36. Rangkaian pemancar dioda laser

54

LS1 5 3 4 R2 2 R1 LDR

1 2

        3

Q1A TIP 31 RELAY SPDT

2K2 Ohm

        1

+ ke PLC   I     H

+ 0

Gambar 37. Rangkaian penerima sinar laser

LS1

Ke rangkaian catu daya manual buka pintu

4 3 5 8 6 7 1 2

HI

0

RELAY DPDT

Motor

LS2

Ke rangkaian catu daya manual tutup pintu

+

+

-

4 3 5 8 6 7 1 2

HI

0

RELAY DPDT

(a) LS2 4 3 5 8 6

Output PLC

7 1 2

+

-

RELAY DPDT

HI

Catu daya otomatis

M

LS2 4

0

3 5 8

-

+

6

Output PLC

7 1 2

RELAY DPDT

(b) Gambar 38. (a) Rangkaian Pembalik arah putaran manual (b). Rangkaian Pembalik arah putaran dengan PLC

55

B.3. Pemasukan program PLC kedalam alat simulasi

Berikut merupakan langkah-langkah dalam memasukkan program ke dalam alat simulasi. 1. Hubungkan input catu daya PLC ke tegangan 220 V dari PLN, beserta input dan output dari pesawat simulasi ke PLC. 2. Hubungkan PLC dengan komputer menggunakan kabel  port peripheral RS 232C. Hidupkan PLC dan komputer, lakukan konektifitas diantara ketiganya. 3. Aktifkan Syswin sehingga ditampilkan sebagai berikut: a. Lakukan pengaturan PLC seperi gambar dibawah ini.

Gambar 39. Tampilan penyuntingan diagram tangga Syswin Sumber Putra Afgianto Eko (2004:101).

56

 b. Mulailah

dengan

menu

File   New

Project ,

sehingga

akan

dimunculkan kotak dialog sebagai berikut:

Gambar 40. Jendela New Project Setup Sumber Putra Afgianto Eko (2004:102).

Lakukan setting seperti pada gambar di atas, kemudian klik Ok. c. Mulailah melakukan penggambaran  Ladder  diagram  sampai selesai,  pilih fungsi atau kondisi yang hendak dipasang, misal normaly open contact , maka tulislah alamat yang diinginkan kemudian klik OK,

misal (00000 ataupun 01001 dan sebagainya).

Gambar 41. Kotak dialog intruksi ladder diagr am Sumber Putra Afgianto Eko (2004:102).

57

Gambar 42. Contoh penggambaran  Normaly Open Contact Sumber Putra Afgianto Eko (2004:103).

d. Untuk menambah jaringan, pilih

 Blok

Insert Network   akan

dimunculkan dialog:

Gambar 43. Kotak insert network  Sumber Putra Afgianto Eko (2004:104).

Keterangan :  ABOVE Current Network   digunakan untuk menyisipkan network  di

atas (sebelum) network  terpilih.  BELOW Current Network digunakan untuk  menyisipkan network  di

 bawah (setelah) network  terpilih.

58

e. Untuk memasukkan intruksi diagram tangga, seperti CNT 000,  DIFD(14), DIFU(13), TIM, END , klik tombol Function sehingga akan

ditampilkan kotak dialog Function  sebagaimana ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

Gambar 44. Kotak dialog select function Sumber Putra Afgianto Eko (2004:106).

Ataupun dengan memilih daftar simbol yang ada di sebelah kiri tampilan syswin, misalkan FUN, TIM, CNT 000. Maka akan ditampilkan dialog sebagai berikut:

Gambar 45. Kotak dialog   function Sumber Putra Afgianto Eko (2004:105).

59

f. Dibawah ini merupakan contoh hasil akhir sebuah diagram tangga.

Gambar 46. Contoh hasil akhir diagram tangga Sumber Putra Afgianto Eko (2004:106).

g. Sarana penyutingan diagram tangga lainnya

1

2

3

Gambar 47. Kotak penyutingan diagram tangga lainnya Sumber Putra Afgianto Eko (2004:107). Keterangan : 1.

ASE (address symbol editor)  fungsinya untuk memberikan nama simbol pada masing-masing alamat kondisi

2.  Edit network symbol digunakan untuk memberikan nama dan keterangan

atau

komentar

pada

suatu

jaringan,

bisa

digunakan untuk menghapus ataupun menyisipkan jaringan.

60

3.

Statement list  merupakan ungkapan dari diagram tangga yang

dibuat. h. Mengatur komunikasi serial dengan PLC melalui menu Projects, Communications (lakukan setting seperti gambar berikut):

Gambar 48. Mengatur komunikasi dengan PLC Sumber Putra Afgianto Eko (2004:112).

Untuk melakukan koneksi dengan PLC gunakan Online, Connect  (tombol-tombol berikut hanya aktif jika sudah Online)

1

2

3

4

Gambar 49. Pengeditan diagram tangga secara online Sumber Putra Afgianto Eko (2004:112).

Keterangan: 1. Communications Connect, untuk melakukan koneksi dengan PLC yang bersangkutan; 2. PLC Mode, untuk memilih mode kerja dari PLC yang  bersangkutan, jika diklik akan dimunculkan pilihan.

61

Gambar 50. Kotak PLC mode Sumber Putra Afgianto Eko (2004:112).

3.  Monitoring, untuk melakukan monitoring kerja PLC melalui komputer. 4. Online Edit, digunakan untuk penyutingan ladder secara online.

i.

Setelah terkoneksi, masukkan program ladder   ke PLC Omron yang  bersangkutan, dengan cara memilih Menu, Online, Download program to PLC, sehingga akan ditampilkan:

Gambar 51. Kotak download program to PLC Sumber Putra Afgianto Eko (2004:113).

Lakukan pengaturan sebagaimana tampak pada gambar. Jika PLC dalam mode  RUN   atau MONITOR, maka Anda harus mengubahnya ke mode STOP atau PRG, agar bisa memasukkan program yang  bersangkutan.

62

C. Pengujian C.1.Pengujian Catu daya

Langkah pengujian : A. Menghubungkan input catu daya ke tegangan 220 V dfari PLN B. Mengukur tegangan keluaran catu daya dengan multimeter digital. C. Mencatat hasil pengujian. Tabel 8. Daftar hasil pengujian catu daya  No

Catu daya (Volt)

Masukan AC (Volt Keluaran DC (Volt)

1.

5

220

5.01

2.

30

220

20.02

C.2.Pengujian Sensor

Langkah pengujian : a. Menghubungkan catu daya 12 V dengan rangkaian penerima sensor cahaya dan DC 5 V pada dioda laser.  b. Melakukan pengujian pada tiap bagian untuk mendapatkan hasil yang diinginkan dengan multimeter digital.. c. Mencatat hasil pengujian. Tabel 9. Daftar hasil pengujian laser dan penerima laser  No

Sensor

Rangkaian penerima 1

2

3

4

1.

Dioda laser 1

Bekerja

-

-

-

2.

Dioda laser 2

-

Bekerja

-

-

63

3.

Dioda laser 3

-

-

Bekerja

-

4.

Dioda laser 4

-

-

-

Bekerja

C.3.Pengujian pada motor

Langkah pengujian : a. Menghubungkan catu daya 20 V dengan motor DC.  b. Mencatat arah putaran c. Menukar kabel catu daya. d. Mencatat hasil pengujian. Tabel 10. Daftar hasil pengujian Motor  No

Arah putaran motor

pintu membuka

pintu menutup

1.

Forward

 bekerja

-

2.

 Reverse

-

bekerja

D. Pengoperasian D.1.Pengoperasian secara otomatis

Cara pengoperasiannya adalah sebagai berikut : a. Hubungkan power suplai 220 VAC dengan benda simulasi  b. Tekan saklar power dan saklar otomatis pada posisi ON. c. Mobil masuk garasi. Saat mobil berada di depan garasi, mobil menghalangi cahaya dioda sinar laser 1dan 2 yang diarahkan mengenai sensor LDR 1 dan LDR 2. Bersamaan dengan turunnya nilai resistansi LDR 1 dan LDR 2, maka

64

akan memicu relai untuk memberikan sinyal masukan pada PLC untuk menaikkan pintu sampai limit switch batas atas terpicu. Saat mobil bergerak masuk dan tepat berada dibawah pintu, mobil akan mengaktifkan sensor 3 yang berada di dekat pintu. Tetapi bekerjanya sensor ini setelah mobil melewati area sensor 3. Setelah mobil melewati sensor 3 pintu akan menutup sampai limit switch batas bawah. d. Mobil keluar garasi. Saat mobil akan keluar dari garasi, mobil harus maju kedepan untuk mengaktifkan sensor 4, setelah aktif sensor akan memberikan sinyal ke relai. Relai sensor akan bekerja sehingga akan memberikan sinyal masukan ke PLC untuk membuka pintu. Pintu terbuka sampai limit switch  batas atas pintu. Saat mobil bergerak keluar dan tepat berada dibawah  pintu, mobil

mengaktifkan sensor 3 yang berada di dekat pintu. Dan

 bekerja seperti pada saat mobil masuk. Saat mobil keluar dan menghalangi cahaya sensor 1 dan sensor 2, PLC tidak akan bekerja meskipun kedua sensor memberikan sinyal masukan. Dan selanjutnya setelah mobil meninggalkan area sensor 1 dan 2, kondisi kembali seperti semula. D.2.Pengoperasian secara manual

Cara pengoperasiannya adalah sebagai berikut : a. Hubungkan power suplai 220 VAC dengan benda simulasi  b. Tekan saklar power pada posisi ON , saklar otomatis dalam posisi ON   atau OFF   (alat dapat beroperasi manual meskipun saklar

otomatis ON ).

65

c. Tekan tombol merah digunakan untuk membuka pintu garasi. d. Tekan tombol hitam digunakan untuk menutup pintu garasi. e. Untuk menghentikan pintu, sesuai dengan lama penekanan tombol ataupun ditekan kembali seperti keadaan semula.

BAB III PENUTUP

A. KESIMPULAN

1. PLC merupakan salah satu alat kendali modern yang khusus dirancang untuk menangani sistem kendali otomatis baik dalam bidang industri maupun non industri. 2. Sistem

kendali

yang

bekerja

secara

otomatis

dapat

membantu

mempermudah manusia dalam melakukan aktifitasnya. 3. Dengan adanya alat bantu simulasi, maka pemahaman mengenai deskripsi kerja alat mudah dimengerti dan dipahami. 4. Rangkaian kendali pintu garasi mobil ini dapat bekerja secara otomatis dan manual. Pengoperasian secara otomatis dilakukan untuk mempermudah  pengoperasiannya sedangkan secara manual digunakan untuk perawatan dan perbaikan sistem. 5. Posisi parkir mobil pada daerah yang tidak mengenai area sensor 3 dan 4 secara bersamaan

B. SARAN

1. Dalam pemakaian sistem kendali khususnya PLC, sistem harus benar benar terisolasi dari rangkaian interface luar. 2. Dengan adanya alat simulasi ini, dapat memberikan gambaran mengenai salah satu aplikasi PLC.

66

67

3. Pada

pembuatan sistem kendali pintu garasi mobil otomatis yang

sesungguhnya, harus diperhitungkan kembali faktor pemilihan motor dan gear box.

DAFTAR PUSTAKA

Bambang Soepatah dan Soeparno, 1987.  Mesin Listrik 1. Jakarta : Depdikbud, Dikdirmenjur. Frank D Petruzela, 2002.  Elektronika Industri. Yogyakarta : Andi Ofset. Malvino, 1985. Prinsip-prinsip Elektronika Edisi ke 3 jilid 1. Jakarta : Gramedia Pustaka Umum.

Omron, 1997. Smallest PLC in the Sysmac. C Series SYSMAC CPM1A. Training  Manual. Bandung : PT. Interindo Wiradinamika. Paul Fay dkk.1985. Pengantar Ilmu Teknik Elektronika. Jakarta : Gramedia.

Putra Afgianto Eko, 2004. Konsep Pemrograman dan Aplikasi(Omron CPM1A/CPM2A dan ZEN Programmable Relay). Yogyakarta : Gava Media.  Robert L. Shrader , 1991. Komunikasi Elektronika. Jakarta : Erlanga.

Setiawan Heru, 2005. Workshop Kontrol Pneumatic Laboratorium Jurusan Teknik Elektro,UMS.

dengan PLC . Surakarta :

Suryono dan Tugino, 2005. Panduan Work Shop Pemograman Dan Aplikasi PLC . Semarang : Laboratorium Jurusan Teknik Elektro, UNNES. Wasito S, 2001. Vademekum Elektronika. Jakarta : Gramedia Pustaka Umum. Wijayacitra Paulus, 1994.  Buku Data IC Catu Daya. Jakarta : Elekmedia Komputindo.

68

69

LAMPIRAN 1 Spesifikasi umum

CPM 1 APPENDIX C - Spesifikasi Spesifikasi Spesifikasi umum Jenis

CPM-10CDR-[ ]

CPM-20CDR-[ ]

CPM1-30CDR-[ ]

Tegangan Suplai

Tipe AC

100 – 240 VAC, 50/60 HZ

Daerah Tegangan kerja

Tipe DC Tipe AC Tipe DC Tipe AC

24 VDC 85 – 264 VAC 20.4 – 26.4 VDC MAX. 60 VA

Tipe DC

MAX. 20 W MAX. 60 A 24 VDC 300 mA (lihat catatan) Min. 20 M Ω (pada 500 VDC) antara terminal eksternal AC dan terminal pencegah grounding. 2.300 VAC 50/60 HZ untuk 1 menit antara terminal eksternal AC dan terminal pencegah grounding, arus bocor : max. 10 mA. 1.500 Vp-p, lebar pulsa : (0.1 - 1)ų s, waktu naik : 1ns (dengan simulasi noise) (10 - 57) HZ, amplitudo 0.075 mm, (57 - 150) HZ, percepatan : 9.8 m/s (1G) dalam arah X, Y, dan Z untuk setiap 80 menit. (koefisien waktu : 8 menit x faktor koefisien 10 = waktu total 80 menit). 196 m/s (20G) tiga kali dalam arah X, Y dan Z. Operasi : 0 – 55 C Penyimpanan : 20 – 75 C 10 % sampai 90 % (tanpa pengembunan). Harus bebas dari gas korosif M3 Kurang dari 100 Ω Tipe AC : min 10 ms. Tipe DC : min 2 ms. (Gangguan daya terjadi bila daya dibawah 85 % dari tegangan kerja yang lebih lama dari waktu gangguan daya). Max 600 g Max. 800 g Max. 900 g Max 500 g Max. 700g Max. 800 g Max 600 g

Arus Inrush Catu Daya

Suplai Tegangan Kapasitas Output

Tahanan isolasi Kekuatan Dielektrik Daya Tahan Noise Tahanan getaran

Tahanan Goncangan Temperatur Kerja Kelembapan Atsmosfir Ukuran Terminal Baut Grounding Waktu Gangguan Daya

Berat CPU

Tipe AC Tipe DC Berat Ekspansi I/O Unit

Catatan : Apabila terjadi arus berlebihan atau hubungan singkat pada supply tegangan eksternal, tegangan dari supply daya eksternal akan jatuh. Dan PC akan terus bekerja.

PT. INTERINDO WIRADINAMIKA – BANDUNG (Authorized Distributor OMRON) http : www. Omron. Com.sg

70

CPM 1 APPENDIX C - Spesifikasi Spesifikasi Adapter Komunikasi Spesifikasi Adapter RS-232C Jenis Fungsi Isolasi Catu Daya Baud rate Tahanan Vibrasi Tahanan Goncangan Temperatur Sekitar Kelembapan Atmosfir  berat

Spesifikasi Mengubah antara format CMOS (sisi CPU PC) dengan format RS232C (sisi komputer). RS-232C (sisi komputer), diisolasi dengan konverter DC/DC dan  photocoupler. Daya diperoleh dari CPU PC Max. 0.3 A 10 sampai 57 HZ: amplitudo 0.075 mm 57 sampai 150 HZ: 9.8 m/s (1G), percepatan pada arah x, y dan Z. 147 m/s (15G) tiga kali dalam setiap arah x, y dan Z Operasi 0 sampai 55 C Penyimpanan -20 sampai 75 C. 10 % sampai 90 % (tiada pembekuan). Harus bebas dari gas korosif Max 200 g.

PT. INTERINDO WIRADINAMIKA – BANDUNG (Authorized Distributor OMRON) http : www. Omron. Com.sg

71

LAMPIRAN 2 Ringkasan penggunaan tombol-singkat (ShortCut): Tombol/ShortCut Gambar

Fungsi

 ESC

Mouse ke fungsi select

“

Normally Open Contact

 /

Normally Close Contact

-

Horizontal Connector

|

Vertical Connector

O

Normally OFF Output

Q

Normally ON Output

F

Function

T

Timer

C

Counter

 /

Negate / Differentiate

 Del

Delete Item

Shift + F2

Open Project

Tombol/ShortCut

Gambar

Fungsi

Shift + F3

Save Project

Shift + F4

Print Object

Ctrl + x

Cut Items

Ctrl + c

Copy Items

Ctrl + v

Paste Items

Ctrl + z

Undo

Ctrl + F2

Data Force (jika Online)

Ctrl + F3

Data Set (jika Online)

72

Ctrl + F4

Choose Editor

Shift + F5

Select Network

Shift + F6 / Alt + Ins

Insert Network

Shift + F7 / Alt + Del

Delete Network

Shift + F8 / Alt + Enter

Test Network

Ctrl + F5

Block Manager

Ctrl + F6

Edit Address Symbols

Ctrl + F7

Edit Network Symbols

Ctrl + F8

Statement List

Shift + F9

Communications Connect

Shift + F10

PLC Mode (jika Online)

Ctrl + F11

Monitoring (jika Online)

Shift + F11

Online Edit (jika Online)

Shift + F12

Overview Mode

73

LAMPIRAN 3 pintu  Ladder diagram  simulasi PLC(Programmable Logic Control)

garasi

Ladder Diagram – 1: 1

mobil

otomatis

berbasis

MYGARASI.SWP 1/02/02/06 7:11:06 Page 1

Main 1 – Rolling Door

Diagram tangga ini digunakan untuk mengendalikan pintu rolling door pada sebuah garasi mobil ataupun gudang Network 1 - Naikkan

00001

00002

Sensor_1

Sensor_2

00005

Batas_atas

01002

01001

Turunkan

Naikkan

01001

Naikkan 00000 00001 00003 00004 00005

LD OR AND AND NOT OUT

000.01 010.01 000.02

Sensor_1 Naikkan Sensor_2

000.01

Sensor_1

sensor 1 bekerja bersamaan dengan sensor 2, buka pintu

010.01

Naikkan

Naikkan pintu rolling door.

000.02

Sensor_2

sensor2 bekerja bersamaan dengan sensor 1, buka pintu

000.05

Batas_atas

Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door

010.02

Turunkan

Turunkan pintu rolling door

000.05 010.01

Batas_atas Naikkan

Network 2 -Fotosensor

Sensor 3 dideteksi hingga terjadi transisi dari OFF ke ON (DIFD)

00003 DIFD (14)

Sensor_3

200.00 FTSENSE

00006 00007

LD DIFD

000.03 200.00

Sensor_3 FTSENSE

000.03

Sensor_3

Terjadi transisi dari OFF ke ON

200.00

FTSENSE

Terjadi transisi dari OFF ke ON.

74

Ladder Diagram – 1: 2

MYGARASI.SWP 1/02/02/06 7:11:06 Page 2

Network 3 - Turunkan Jaringan untuk menurunkan pintu rolling door 200.00

00006

01001

01002

FTSENSE

Batas_bawah

Naikkan

Turunkan

01002

Turunkan

00008 00009 00010 00011 00012

LD OR AND NOT AND NOT OUT

200.00 010.02 000.00 010.01 010.02

FTSENSE Turunkan Batas_bawah Naikkan Turunkan

Network 4 - Naikkan

Jaringan untuk menaikkan pintu atau rolling door dari arah dalam ruangan. 00004

00006

01002

01001

Sensor_4 01001

Batas_atas

Turunkan

Naikkan

Sensor_1 Naikkan

 Naikkan END(01)

00013 00014 00015 00016 00017

LD OR AND NOT AND NOT OUT

000.04 010.01

000.04

Sensor_14

sensor 1 bekerja bersamaan dengan sensor 2, buka pintu

010.01

Naikkan

Naikkan pintu rolling door.

000.06

Batas_atas

Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door

010.02

Turunkan

Turunkan pintu rolling door

Network 4 - Naikkan

Jaringan untuk mengakhiri program END(01

00018

END

000.06 010.02 010.01

Batas_atas Turunkan Naikkan

75

Statement List

MYGARASI.SWP 1/02/02/06 7:11:06 Page 3

Main 1 – Rolling Door Diagram tangga ini digunakan untuk mengendalikan pintu rolling door pada sebuah garasi mobil ataupun gudang Network 1 - Naikkan

Jaringan untuk menaikkan pintu atau rolling door dari arah luar ruangan 00000 00001 00003 00004 00005

LD OR AND AND NOT OUT

000.01 010.01 000.02

Sensor_1 Naikkan Sensor_2

000.01

Sensor_1

sensor 1 bekerja bersamaan dengan sensor 2, buka pintu

010.01

Naikkan

Naikkan pintu rolling door.

000.02

Sensor_2

sensor2 bekerja bersamaan dengan sensor 1, buka pintu

000.05

Batas_atas

Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door

010.02

Turunkan

Turunkan pintu rolling door

000.05 010.01

Batas_atas Naikkan

Network 2 -Fotosensor

Sensor 3 dideteksi hingga terjadi transisi dari OFF ke ON (DIFD) 00006 00007

LD DIFD

000.03 200.00

Sensor_3 FTSENSE

000.03

Sensor_3

Terjadi transisi dari OFF ke ON

200.00

FTSENSE

Terjadi transisi dari OFF ke ON.

Network 3 - Turunkan

Jaringan untuk menurunkan pintu rolling door 00008 00009 00010 00011 00012

LD OR AND NOT AND NOT OUT

200.00 010.02 000.00 010.01 010.02

FTSENSE Turunkan Batas_bawah Naikkan Turunkan

200.00

FTSENSE

Terjadi transisi dari OFF ke ON.

010.02

Turunkan

Turunkan pintu rolling door

000.06

Batas_bawah

Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door

010.01

Naikkan

Naikkan pintu rolling door

76

Statement List

MYGARASI.SWP 1/02/02/06 7:11:06 Page 4

Network 4 - Naikkan

Jaringan untuk menaikkan pintu atau rolling door dari arah dalam ruangan. 00013 00014 00015 00016 00017

LD OR AND NOT AND NOT OUT

000.04

Sensor_4 sensor 1 bekerja bersamaan dengan sensor 2, buka pintu

010.01

Naikkan

Naikkan pintu rolling door.

000.06

Batas_atas

Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door

010.02

Turunkan

Turunkan pintu rolling door

Network 4 - Naikkan

Jaringan untuk mengakhiri program 00018

END

000.04 010.01

Sensor_1 Naikkan 000.06 010.02

010.01

Batas_atas Turunkan Naikkan

77

Symbol List

00001 000.02 000.03 000.04 000.05 000.06 010.01 010.02 200.00

MYGARASI.SWP 1/02/02/06 7:11:06 Page 5

Sensor_1 Sensor_2 Sensor_3 Sensor_4 Batas_atas Batas_bawah Naikkan Turunkan FTSENSE

sensor 1 bekerja bersamaan dengan sensor 2, buka pintu sensor2 bekerja bersamaan dengan sensor 1, buka pintu Terjadi transisi dari OFF ke ON sensor 1 bekerja bersamaan dengan sensor 2, buka pintu Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door Digunakan untuk menghentikan pintu rolling door Naikkan pintu rolling door. Turunkan pintu rolling door Terjadi transisi dari OFF ke ON.

78

LAMPIRAN 4 A. Rancang Bangun Alat Simulasi •

Tampak depan

Limit switch atas

Bok Motor

PLC

Sensor 4 Sensor 3 Sensor 2

Limit switch bawah

Sensor 1

•

Tampak samping

Rol Pemutar daun pintu

 L S 2

Bok Motor

LS 1 S1

S2

S3

S4

79

•

Tampak atas

50 cm

35 CM

100 cm

40 cm

Bok Kontrol

25 cm

40 cm 30 cm

30 cm

S1

S2

S3

100 cm

S4

50 cm