APLIKASI PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC) ……… DALAM PROSES PENGATURAN SISTEM KERJA MESIN PEMBUAT PELET IKAN OTOMATIS
PROPOSAL TUGAS AKHIR Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan Pada Program Studi Diploma III Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang
Oleh : TIAR KUSUMA DEWI 21060110060051
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2013
PROPOSAL TUGAS AKHIR APLIKASI PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC) ……… DALAM PROSES PENGATURAN SISTEM KERJA MESIN PEMBUAT PELET IKAN OTOMATIS
Diajukan Oleh : TIAR KUSUMA DEWI 21060110060051
Telah Disetujui dan Diterima Dengan Baik Oleh : Dosen Pembimbing,
Priyo Sasmoko,ST.M.Eng
Tanggal,
NIP. 197009161998021001 Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro
Yuniarto, ST, MT. NIP. 197106151998021001
Tanggal,
Abstrak PLC atau lebih dikenal dengan Programmable Logic Controller adalah suatu peralatan elektronika yang bekerja secara digital, memiliki memori yang dapat diprogram, menyimpan perintah-perintah untuk melakukan fungsi-fungsi khusus seperti logika, timing, counting dan arithmatik untuk mengontrol berbagai jenis mesin atau proses melalui modul input / output analog atau digital. PLC akan menjalankan modul peraga sesuai dengan kode mnemonic yang dimasukkan kedalam PLC melalui Programming Console maupun komputer dengan program CX-Programmer. Namun, disini akan dibahas PLC dengan menggunakan CXProgrammer. PLC yang dipakai adalah ……… . PLC ini bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yaitu menghidupkan atau mematikan keluarannya (logic 0 atau 1). Pengguna membuat program yang kemudian akan dijalankan oleh PLC yang bersangkutan, sehingga alat Mesin Pembuat Pelet Ikan Otomatis akan bekerja sesuai yang diinginkan. Kata kunci : PLC ………….., CX-PROGRAMER
PROPOSAL TUGAS AKHIR
I.
JUDUL Judul tugas akhir yang diajukan adalah : APLIKASI PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC) ……… DALAM PROSES PENGATURAN SISTEM KERJA MESIN PEMBUAT PELET IKAN OTOMATIS
II.
BIDANG KEAHLIAN PLC dan Sistem Pengaturan
III.
LATAR BELAKANG
Jawa Tengah merupakan salah satu penghasil ikan
di negara
Indonesia, hampir sebagian besar penduduk yang bertempat tinggal di daerah pegunungan memanfaatkan kondisi alam untuk menanam kopi. Kebutuhan kopi tiap tahun semakin meningkat seiring dengan makin bertambahnya jumlah penduduk, dengan demikian harus mendapat perhatian yang serius dari berbagai pihak, termasuk mahasiswa. Hampir sebagian besar wilayah di-Indonesia menggalakkan penanaman lahan kosong dengan tanaman yang berproduktivitas tinggi, namun hal tersebut tidak mampu meningkatkan kesejahteraan masyarakat kecil terutama para petani kopi, terlebih lagi ditambah dengan masih rendahnya harga jual kopi di kalangan petani. Seiring dengan teknologi yang semakin canggih dan cepat, manusia dituntut untuk lebih mengolah otak untuk dapat menciptakan suatu inovasi baru dan menyesuaikan dengan perkembangan zaman. Manusia tersebut harus dapat menciptakan sesuatu yang lebih variatif serta mengembangkan peralatan yang canggih dengan teknologi mutakhir.
Demikian pula yang melatarbelakangi saya mengambil judul tugas akhir “Aplikasi Programmable Logic Contoller (PLC) Omron CPM1A10CDR dalam Proses Pengaturan Sistem Kerja Mesin Penggiling Biji Kopi Otomatis” karena dalam dunia industri kopi saat ini memerlukan sebuah alat yang dapat diandalkan dalam hal kecepatan, otomatisasi, serta hasil produksi yang berkualitas tinggi.
IV.
TUJUAN Tujuan penulisan Tugas Akhir adalah sebagai berikut : 1. Untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Diploma III Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. 2. Menerapkan ilmu pengetahuan dan ketrampilan yang didapat selama mengikuti kuliah di Teknik Elektro Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. 3. Merealisasikan alat penggiling biji kopi otomatis berbasis PLC. 4. Mempermudah penjelasan teori yang diterapkan lewat alat yang diciptakan. 5. Membantu mempercepat dan mempermudah para petani kopi dalam memproses produksi pengolahan biji kopi.
V.
POKOK PEMBAHASAN Agar dalam pembahasan ini lebih terarah, penyusun membatasi permasalahan yang akan dibahas pada laporan tugas akhir ini. Dalam laporan ini penyusun membahas masalah – masalah sebagai berikut : 1.
Alat penggiling biji kopi otomatis digunakan untuk mempercepat proses pengolahan biji kopi menjadi bubuk kopi siap saji, dengan menggunakan PLC OMRON tipe CPM1A-10CDR dengan 10 modul I/O sebagai pengendali start dan stop motor serta solenoid pada mesin pengiling biji kopi otomatis.
2.
Pemprograman PLC OMRON CPM1A-10CDR dengan mengunakan programming console.
VI.
METODE PENULISAN Dalam perencanaan dan pembuatan alat ini, penulis menggunakan metode sebagai berikut : 1. Studi Pustaka Dalam metode ini, penyusun mencari literatur, artikel, maupun sumber lainnya untuk memperoleh data dan informasi yang berkaitan dengan perancangan alat. 2. Rancang Bangun Metode ini merupakan tahap perancangan alat. 3. Metode Bimbingan Metode ini untuk mendapatkan pengarahan dan petunjuk pembuatan Tugas Akhir sehingga pembuatan Tugas Akhir berjalan dengan lancar. 4. Pengujian Alat Alat yang telah selesai dibuat tersebut, kemudian dilakukan pengujian seperlunya
agar
sesuai
dengan
perencanaan
yang
dilakukan
sebelumnya. 5. Penyusunan Laporan Setelah dilakukan pengujian alat, data-data dan analisa yang diperoleh disusun dalam sebuah laporan.
VII.
NAMA PEMBUAT Nama
: Widi Widyaningrum
NIM
: L0F 009 060
VIII. DOSEN PEMBIMBING Nama
: Ir. H. Saiful Manan, MT
NIP
: 196104221987031001
IX.
SISTEMATIKA PENULISAN Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN KATA PENGANTAR ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah 1.2 Tujuan Penulisan 1.3 Pokok Bahasan 1.4 Metode Penulisan 1.5 Sistematika Penulisan
BAB II
LANDASAN TEORI 2.1 PLC (Programmable Logic Controller) 2.1.1 Prinsip Kerja PLC 2.1.2 Bagian-bagian dari PLC 2.1.3 Memori PLC 2.1.4 Instruksi Dasar PLC 2.1.5 CPM1A 2.1.5.1 CPM1A – 10 CDR 2.1.5.2 Berbagai Macam Fungsi pada CPM1A 2.1.5.3 Relay Output CPM1A 2.1.5.4 Hal-hal Umum Tentang CPM1A 2.1.6 Peralatan Hubungan CPM1A (Adapter dan Kabel RS – 232C)
2.2 Programming console 2.2.1 Bekerja Dengan Proyek PLC 2.2.2.1 Struktur Program 2.2.2.2 Pembuatan Diagram Tangga 2.2.2 Pengetesan Saat Terhubung 2.3 Peralatan Pemrograman 2.3.1 Miniprogrammer atau Console 2.4 Catu Daya 2.4.1 Transformator 2.4.2 Dioda 2.4.2.1 Penyearah Gelombang Penuh 2.4.2.2 Penyearah Sistem Jembatan 2.4.2.3 LED (Light Emiting Dioda) 2.4.3 Kapasitor 2.4.3.1 Kapasitor dalam Hubungan Seri 2.4.3.2 Kapasitor dalam Hubungan Paralel 2.4.4 Resistor 2.4.4.1 Kode Warna Resistor 2.4.4.2 Resistor dalam Hubungan Seri 2.4.4.3 Resistor dalam Hubungan Paralel 2.4.5 Peregulasi Tegangan 2.4.6 Rangkaian Catu Daya 2.5 Relay
BAB III
APLIKASI PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)
OMRON
CPM1A-10CDR
DALAM
PROSES
PENGATURAN SISTEM KERJA MESIN PENGGILING BIJI KOPI OTOMATIS
3.1 Diagram Blok 3.2 Cara Kerja Rangkaian Tiap Blok
3.2.1 Catu Daya 3.2.2 PLC 3.2.3 Relay 3.2.4 Solenoid 3.2.5 Push Button 3.3 Cara Kerja Secara Kesuluruhan 3.4 Pembuatan Program BAB IV
PEMBUATAN BENDA KERJA 4.1 Alat dan Bahan yang Dibutuhkan 4.1.1 Daftar Alat 4.1.2 Daftar Bahan 4.2 Pembuatan Bagian Elektronik 4.3 Pembuatan Bagian Mekanik 4.4 Proses Perakitan 4.5 Pemberian Label Fungsi dan Petunjuk 4.6 Proses Pembuatan Program 4.6.1 Pemrograman dengan Miniprogrammer atau Console 4.6.2 Penyusunan Program Ladder 4.6.2.1 Pembuatan Simbol 4.6.2.2 Membuat Program Ladder 4.6.3 Compiling Program 4.6.4 Transfer Program ke dan dari PLC 4.6.4.1 Download Program ke PLC 4.6.4.2 Upload Program dari PLC 4.6.5 Memonitor Program Selama Program Dijalankan 4.7 Pengisian Program
BAB V
PENGUKURAN DAN ANALISA 5.1 Pengukuran 5.1.1 Tujuan 5.1.2 Alat dan Bahan yang Digunakan 5.1.3 Langkah Pengukuran
5.2 Pengukuran Rangkaian 5.2.1 Pengukuran Input – Output PLC CPM1A-10CDR 5.2.2 Pengukuran Pada Rangkaian Catu Daya 5.2.3 Pengukuran Rangkaian Phototransistor 5.2.4 Pengukuran Solenoid 5.3 Data Hasil Pengukuran 5.3.1 Hasil Pengukuran Rangkaian Catu Daya 5.3.2 Hasil Pengukuran Rangkaian Phototransistor 5.3.3 Hasil Pengukuran Solenoid 5.4 Analisa Hasil Pengukuran 5.4.1 Rangkaian Phototransistor 5.4.2 Solenoid 5.5 Pengujian 5.6 Spesifikasi Benda Kerja 5.7 Spesifikasi Komponen BAB VI
PENUTUP 6.1 Kesimpulan 6.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
X.
BLOK DIAGRAM Diagram Blok Mesin Penggiling Biji Kopi Otomatis
BIJI KOPI
TOMBOL START DAN STOP
RELAY
PHOTOTRANSISTOR
SOFTWARE
INPUT
Sumber tegangan AC
CPU
OUTPUT
CPM1A
CATU DAYA DC ( 9V, 12 V, 24 V)
Timer
MOTOR PENGERING DAN KONVEYOR
SOLENOID
MOTOR PENGGILING
MOTOR PENGAYAK
Diagram Prinsip Kerja PLC PROGRAMMER
Power Supply
Peralatan Input Luar
XI.
CPU
Memory
Peralatan Output Luar
MODUL I/O
PRINSIP KERJA Prinsip kerja keseluruhan alat Proses pertama pada sistem otomatis ini adalah memasukkan biji kopi ke dalam corong bak pengering, pada corong bak pengering terdapat rangkaian phototransistor yang bekerja sebagai switch PLC, karena sinar LED yang tertangkap oleh phototransistor terhalang biji kopi. Di dalam bak pengering terdapat heater yang bekerja bersamaan ketika PLC dalam kondisi
RUN.
Heater
ini
dikontrol
oleh
sensor
thermocouple.
Thermocouple akan menjadi inputan pada alat pengendali suhu, dimana
alat ini berfungsi sebagai pengendali suhu dan suhu yang terukur dari thermocouple akan ditampilkan pada pengendali suhu ini. Alat pengendali suhu juga berfungsi untuk mengatur suhu secara manual, sehingga saat suhu belum sesuai maka relay akan terhubung dan heater akan terus menyala. Proses pemanasan kopi ini kurang lebih selama 1,5 jam. Selama proses tersebut, kopi akan terus diaduk dengan menggunakan motor I dan setalah 1,5 jam tekan tombol START maka solenoid akan membuka selama 5 detik. Setelah itu kopi akan masuk ke penggiling yang bekerja beberapa saat setelah solenoid terbuka. Penggiling ini digerakkan oleh motor II. Setelah biji kopi dihaluskan, kopi akan keluar menuju pengayak yang digerakkan oleh motor III yang bekerja bersamaan dengan bekerjanya motor penggiling. Kopi yang halus akan masuk pada bak penampungan dan kopi yang masih kasar atau belum halus akan masuk pada konveyor yang digerakkan oleh motor I bersama-sama dengan pengaduk. Pada proses ini kopi pada konveyor akan dimasukkan kembali ke penggilingan kembali sampai halus. Apabila terjadi kesalahan atau trouble pada mesin dapat menghentikan dengan menekan tombol push button STOP dan dapat mengoperasikannya kembali dengan menekan tombol START tanpa memasukkan biji kopi lagi.
Prinsip Kerja Pada PLC Data-data berupa sinyal dari peralatan intput luar (external input device) diterima oleh sebuah PLC dari sistem yang dikontrol. Peralatan input luar tersebut antara lain berupa saklar, tombol, sensor, dan lain-lain. Data-data masukan yang masih berupa sinyal analog akan diubah oleh modul input A/D (analog to digital input module) menjadi sinyal digital. Selanjutnya oleh unit prosesor sentral atau CPU yang ada di dalam PLC sinyal digital dan disimpan di dalam ingatan (memory). Keputusan diambil CPU dan perintah yang diperoleh diberikan melalui modul output D/A (digital to analog output module) sinyal digital itu bila perlu diubah kembali menjadi sinyal anlog untuk menggerakkan peralatan output luar
(external output device) dari sistem yang dikontrol seperti antara lain berupa kontaktor, relay, motor DC, solenoid, heater yang nantinya dapat untuk mengoperasikan secara otomatis sistem proses kerja yang dikontrol tersebut.
XII. DAFTAR PUSTAKA
Eko Putra, Agfianto. 2004. PLC : Konsep, Pemprograman dan Aplikasi (Omron CPM1A/CPM2A dan ZEN Programmable Relay). Yogyakarta: GAVAMEDIA. Hasan, Esan. 2000. Rangkaian Dasar Elektronika. Bandung Ganesa: Exact. Malvino, Albert Paul. 1994. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta: Erlangga. Pancamanunggal. Buku Panduan Training PLC OMRON Tingkat Dasar. Jakarta : Pancamanunggal. Winarno, Wing Wahyu. 1995. Mengenal Komputer. Yogyakata: STIE YKPN. Sugiri, Amd, S.pd. Elektronika Dasar dan Peripheral Komputer. Yogyakarta: ANDI.
