SIMULASI MESIN PENCETAK BATU BATA BERBASIS PLC TUGAS AKHIR untuk memperoleh gelar Ahli Madya
oleh Nama
: Harits Suryanto
NIM
: 5351302007
Program Studi : Teknik Instalsi Listrik Jurusan
: Teknik Elektro
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2006
ABSTRAK Harits Suryanto. 2006. Simulasi Mesin Pencetak Batu Bata Berbasis PLC. Tugas Akhir. Teknik Instalasi Listrik D III UNNES : Semarang Pembuatan batu bata secara manual memiliki jumlah produksi yang masih sangat sedikit dibandingkan dengan kebutuhanya dalam pembangunan yang semakin meningkat. Keterbatasan tenaga dan waktu merupakan faktor utama kurangnya produksi batu bata tersebut sehingga pemikiran barupun timbul tentang Mesin Pencetak Batu Bata Berbasis PLC yang diharapkan mampu menjadi alternatif atas permasalahan yang terkait dengan keterbatasan manusia. Dengan adanya mesin ini diharapkan mampu meminimalisasikan campur tangan manusia serta meningkatkan hasil dalam memproduksi batu bata. Programable logic controller (PLC) merupakan suatu program yang digunakan untuk mengoprasikan Simulasi Mesin Pencetak Batu Bata. Perintah yang dibuat berupa gambar yang dapat diartikan sebagai perintah rangkaian logika yang dinamakan ledder diagram. Perintah yang diambil dari sinyal input berupa sakelar, limit switch dan sensor dan perintah sinyal output berupa beban. Sinyal outpun dalam mesin ini adalah motor konveyor yang berfungsi untuk menghantarkan wadah yang telah terisi oleh tanah menuju prescetak dan motor prescetak yang berfungsi untuk mengepres dan mencetak tanah yang berada tepat dibawah perescetak tersebut. Penghentian konveyor saat wadah tanah berada dibawah prescetak adalah menggunakan limit switch yang dinomorkan dalam ledder diagram dengan alamat 000.02. Pergantian kerja antara motor prescetak dan motor konveyor dijadikan sebagai sinyal conter yang berfungsi untuk menghitung berapa jumlah bata yang telah dicetak. Pencetakan batu bata menggunakan mesin belum menunjukan hasil yang maksimal dikarenakan kurangnya torsi dan kecepatan motor konveyor dan motor prescetak, sehingga kerja putaran konveyor dan prescetak terkesan lambat dan membutuhkan waktu yang lama dalam melakukan kerjanya. Wadah yang digunakan untuk meletakkan tanah yang akan dicetak kurang memiliki ukuran yang besar sehingga tanah yang dicetak sedikit dan hasil yang diperoleh dari pencetakan menggunakan mesin kurang banyak. Hasil yang diperoleh dengan membandingkan pencetakan batu bata secara manual adalah waktu pencetakn menggunakan mesin memiliki keunggulan 6 detik untuk 12 batu bata dibanding pencetakan secara manual. Berdasarkan hasil pengamatan dapat disimpulkan bahwa penggunaan mesin pencetak batu bata untuk meningkatkan produksi batu bata kurang begitu maksimal dikarenakan kurangnya torsi dan kecepatan motor serta wadah yang digunakan untuk menaruh tanah yang akan dicetak kurang besar sehingga hasilnya kurang begitu banyak. Penggunaan PLC untuk mengoprasikan mesin ini kurang begitu cocok karena dari biaya yang dikeluarkan untuk mengoprasikanya begitu besar dan tidak sebanding dengan hasil yang diperoleh.
ii
HALAMAN PENGESAHAN Laporan Tugas Akhir ini telah pertahankan dihadapan sidang penguji Tugas Akhir Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang pada : Hari
:
Tanggal
: Pembimbing
Drs. Agus Murnomo. M.T NIP. 131616610 Penguji II
Penguji I
Drs. Agus Murnomo. M.T
Subiyanto, S.T,M.T.
NIP. 131616610
NIP. 132309137
Ketua Jurusan
Ketua Program Studi D-III
Drs. Djiko Adi Widodo. M.T
Drs. Agus Murnomo. M.T
NIP. 131570064
NIP. 131616610
Dekan,
Prof. DR. Soesanto, M. Pd NIP. 130875753
iii
PERNYATAAN
Saya menyatakan bahwa yang tertulis di dalam Tugas Akhir ini benarbenar karya saya sendiri, bukan jiplakan dari karya orang lain, baik sebagian atau seluruhnya. Pendapat atau temuan orang lain yang terdapat dalam Tugas Akhir ini dikutip atau dirujuk berdasarkan kode etik ilmiah.
Semarang, 1 januari 2006
Harits Suryanto
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN MOTTO : “ Kita lahir, kita hidup, kita berjuang dan kita menang ”. Kegagalan merupakan sebuah cobaan dan bukan sebuah kutukan, temukan sebab mengapa kegagalan terjadi bukan bagaimana cara kita menyesali. Ilmu adalah tuan dari segala pengetahuan, ia akan terus mengalir seiring dengan kebutuhnaya untuk kita. Tinggal bagaimana kita bisa mencernanya. Kehidupan tak akan berarti bila kita tak bisa temukan jati diri Apa yang kita lewati, apa yang kita jalani dan apa yang kita rasakan semuanya adalah masa lalu. Jangan berharap waktu akan kembali karna itu jangan ada terlintas penyesalan “berfikir sebelum bertindak !, itu kuncinya” Ingat lima perkara sebelum lima perkara “sehat sebelum sakit, muda sebelum tua, kaya sebelum miskin, lapang sebelum sempit, hidup sebelum mati ”
Persembahan :
Dengan mengucap syukur kepada Allah SWT. Tugas Akhir ini kupersembahkan untuk : Ayah&Ibu-Ku (Sartono Sriyanti)
v
PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena hanya dengan kekuatan dari-Nyalah penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Penulis sadar bahwa tugas akhir ini tidak dapat selesai tanpa adanya bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada pihak yang telah berpartisipasi memberikan dukungannya dan bantuan dalam menyusun TA ini, yaitu: 1. Bapak Drs. Djoko Adi Widodo, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro UNNES. 2. Bapak Drs. Agus Murnomo, M.T, selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Elektro UNNES serta dosen pembimbing yang selama ini membantu hingga terselesaikannya Tugas Akhir ini dengan baik. 3. Bapak Subiyanto, S.T,M.T, selaku
penguji I yang telah memberikan
kemudahan jalan keluar serta pemikiran yang begitu berarti untuk TA ini. 4. Bapak dan Ibu Dosen Fakultas Teknik Elektro yang telah membekali penulis ilmu pengetahuan, memberikan motivasi belajar sehingga membuka cakrawala berpikir penulis dan akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 5. Bapak dan Ibu dosen Fakultas Teknik D3 Instalasi Listrik UNNES, yang senantiasa selalu memberi dorongan dan motivasi sehingga membuka jalan fikiran menuju cakrawala pengetahuan. 6. Sahabatku Arief beserta keluarga, Edi, Budi, Dedy, Apolos, Kandik, Irham, Patemon, Kafid, teman-teman LA Cost dan semua teman-teman selalu memberikan bantuan dan motivasi.
vi
yang
7. Sahabat-sahabat REM FM, terutam Link’s, febri dan Nanak 8. Semua pihak yang terkait selama penyusunan Tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu dan, 9. Seseorang yang selalu membuatku merasa dihargai, disayangi dan dimiliki walupun semua takbisa terwujud. Semoga semua bimbingan, dorongan dan bantuan yang telah diberikan kepada penulis mendapat imbalan yang berlipat ganda dari Allah SWT. Penulis berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi semua pihak pada umumnya.
Semarang, 1 Januari 2006
Penulis
vii
BAB I PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG Banyak cara yang dilakukan manusia agar taraf hidupnya menjadi lebih baik serta menghasilkan uang untuk keperluan sehari-hari. Diantara sekian macam pekerjaan yang dapat meningkatkan kesejahteraan hidup, masyarakat mengembangkan kegiatan kewirausahaan dengan mendirikan industri rumah tangga (home industri). Salah satu industri rumah tangga tersebut adalah pembuatan batu bata yang digunakan sebagai bahan bangunan untuk mendirikan sebuah rumah atau gedung. Masyarakat yang menggeluti bidang ini, banyak diantaranya cara pembuatan batu bata dengan cara tradisional, sehingga produksi yang dihasilkan kurang memenuhi kebutuhan pasar. Kenyataan yang ada di lapangan menunjukkan pembangunan-pembangunan rumah tinggal ataupun gedung perkantoran dan toko semakin bertambah. Mesin pencetak batu bata merupakan suatu mesin yang dapat membantu mengatasi permasalahan yang terkait dengan produk batu bata untuk memenuhi kebutuhan pasar. Penggunaan mesin ini dapat menghemat waktu dan tenaga tanpa harus duduk berjam-jam untuk mencetak satu-persatu, karena mesin tersebut didesain sedemikian rupa sehingga dapat mencetak batu bata dalam jumlah banyak dengan waktu relatif cepat.
1
2
Pengoperasian mesin pencetak batu bata memerlukan sebuah program yang digunakan untuk menjalankan motor. Motor tersebut digunakan untuk mengepres, mencetak dan menjalankan konveyor. Program yang digunakan adalah Programable Logic Controler (PLC), dimana didalam prangkat kerasnya (hardware) terdapat limit switch yang digunakan sebagai pengganti sensor. Limit switch tersebut berfungsi sebagai sakelar yang digunakan untuk memutuskan arus yang mengalir pada motor untuk konveyor, dan dalam waktu yang bersaman motor pengepres dan pencetak bekerja, sehingga dalam rangkaian ini motor untuk konveyor dan motor prescetak bekerja secara bergantian. Pembuatan perangkat lunak (software)
atau program membutuhkan
sebuah pengamatan yang mana harus diketahui bahwa dalam mengoprasikan motor konveyor dan motor pres memerlukan waktu (timer). Timer ini digunakan untuk memberikan tenggang waktu berapa lama motor prescetak bekerja setelah motor roler berhenti. Waktu tersebut harus kita hitung agar natinya tidak terjadi tabrakan. Perhitungan waktu itu adalah ketika wadah tanah berada tepat dibawah pres, konveyor berhenti dan diwaktu yang berasamaan motor prescetak bekerja. Pada saat inilah kita harus menghitung berapa waktu yang dibutuhkan motor untuk berputar sebesar 360
o
, yaitu mulai dari titik mati atas ke titik
mati bawah dan kembali ketitik mati atas lagi. Prinsip ini hampir sama dengan cara kerja seker pada kendaraan bermotor.
3
Dengan adanya piranti ini diharapkan hasil yang dicapai mampu memenuhi kebutuhan pasar yang dewasa ini sangat dibutuhkan guna membangun suatu gedung atau rumah.
B. PERMASALAHAN Permasalahan yang timbul dalam pembuatan Mesin Pencetak Batu Bata berbasis PLC ini adalah: 1. Bagaimana agar mesin ini dapat memiliki jumlah produksi yang lebih banyak dibanding dengan pencetakan batu bata secara manual? 2. Bagaimana bila pengoprasian Mesin Pencetak Batu Bata ini menggunakan PLC?
C. PEMBATASAN MASALAH Untuk menghindari timbulnya masalah baru yang tidak sesuai dengan tujuan dari tugas akhir ini maka perlu adanya batasan-batasan, diantaranya : 1. Pengoperasian mesin pencetak batu bata ini menggunakan PLC (Programabel Logic Controller) CPM1-10 CDR-A 2. Dalam penghentian roller saat dicetak dan dipres tidak menggunakan sensor dan hanya menggunakan switch 3. Pengisian bahan baku batu bata (tanah) kedalam wadahnya manual 4. Tegangan input yang digunakan untuk menggerakkan motor adalah tegangan DC 12 Volt
4
5. Waktu yang digunakan untuk memberikan tenggang waktu pada saat pengepressan dan pencetakan di atur dari komponen PLC itu sendiri
D. TUJUAN PENELITIAN Tujuan dalam pembuatan alat ini adalah : 1. Meminimalkan campur tangan manusia dalam menghasilkan batu bata serta membantu meningkatkan hasil produksi batu bata. 2. Membuat unit simulasi mesin pencetak batu bata yang dikendalikan menggunakan PLC dan mengembangkan ilmu pengetahuan dibidang mekanik dan elektrik yang mampu memberikan sebuah kemanfaatan bagi manusia
E. MANFAAT PENELITIAN 1. Mempermudah manusia dalam menghasilkan serta meningkatkan jumlah produksi batu bata sehingga dapat memberikan hasil jual yang maksimal bagi pengusaha home industri. 2. Memberi pengetahauan yang lebih luas tentang penjabaran PLC yang terkait dengan mekanik dan elektrik dalam sebuah industri.
BAB II LANDASAN TEORI
A. Programmable Logic Control (PLC) 1. Pengertian PLC Mengingat semakin banyaknya permintaan pasar atas hasil produksi yang dihasilkan oleh suatu perusahaan, menuntut agar perusahaan tersebut mampu meningkatkan hasil produksi secara maksimal, sehingga dapat memenuhi kebutuhan pasar dengan proses seefisien dan seefektif mungkin. Untuk meningkatkan hasil produksi tersebut diperlukakan sebuah peralatan yang dapat menunjang proses produksi dan dapat membantu mengatasi menyelesaikan produksi yang dihasilkan sesuai dengan permintaan. Menurut definisi yang dikeluarkan NEMA (National Electrical Manufacturer Assosiation) pada tahun 1978, PLC adalah peralatan elektronika yang beroprasi secara digital dalam lingkungan industri menggunakan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan intruksi-intruksi yang mewujudkan fungsi khusus seperti logika, sekuensial, pewaktu, pencacah dan aritmatika untuk mengontrol berbagai macam mesin dengan proses melalui modul masukan dan keluaran baik digital ataupun analog. Tahun 1997 OMRON PASIFIC PRESS juga menerbitkan buku yang berjudul Operation Manual, menyebutkan bahwa PLC adalah sebuah peralatan terprogram yang dapat menerima masukan dari 5
6
peralatan luar untuk menggerakkan peralatan keluaran melalui modul masukan dan keluaran sesuai dengan perintah program yang disimpan dalam memori bahasa program (ladder diagram). Pemahaman dari dua pendapat diatas dapat disimpulkan bahwa PLC (programable logic controller) adalah suatu perangkat kendali yang mempunyai memori untuk menyimpan program masukan guna mengontrol peralatan atau proses melalui modul masukan dan keluaran baik digital maupun analog. PLC mempunyai rangkaian saluran masukan (input) dan saluran keluaran (output). Hasil output yang dihasilkan ditentukan oleh status input dan program yang dimasukkan kedalamnya. Input dapat berupa kontak relay, limit switch, photo switch maupun proximitiy switch. Input tersebut dimasukkan kedalam program PLC kemudian akan menghasilkan output yang berupa relay-relay maupun kontaktor. Akan tetapi bukan berarti didalamnya terdapat banyak relay dalam ukuran yang sangat kecil. Didalam
PLC terdapat rangkaian elektronika digital yang
dapat difungsikan seperti kontak Normally Open (NO) dan bentuk kontak Normally Close (NC) relay (Factory Atomatic Omron 1997:2). Satu kontak relay dalam PLC (NO atau NC) pada dapat digunakan berkali-kali untuk semua instruksi dasar selaian instruksi output. Jadi dengan kata lain , bahwa dalam suatu pemrograman PLC
7
tidak diizinkan menggunakan output dengan nomor kontak yang sama. Definisi PLC (programmable logic control) secara umum 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 controller). 2. Perbedaan PLC dengan Magnetic Contactor (MC) Perbedaan PLC dengan Magnetic Contactor (MC) adalah sebagai berikut : a. Sistem PLC. 1) Spare Part mudah. 2) Maintenance relatif mudah. 3) Pelacakan kesalahan sistem lebih sederhana. 4) Konsumsi daya relatif rendah. 5) Dokumentasi gambar sistem lebih sederhana dan mudah dimengerti. 6) Modifikasi sistem lebih sederhana dan cepat. b. Sistem
Kendali Konvensional (menggunakan Magnetic
Contactor). 1) Spare part lebih relatif sulit.
8
2) Maintenance membutuhkan waktu yang lama. 3) Pelacakan kesalahan system sangat kompleks. 4) Konsumsi daya listrik relatif tinggi. 5) Dokumentasi gambar lebih banyak. 6) Modifikasi sistem membutuhkan waktu yang lama.
3. Keuntungan PLC Keuntungan dari penggunaan PLC didalam otomatisasi (CPM1 Training Manual,1997:9) adalah : a) Waktu implementasi proyek singkat. b) Modifikasi lebih mudah tanpa biaya tambahan. c) Biaya proyek dapat dikalkulasi dengan akurat. d) Training penguasaan teknik lebih cepat. e) Perancangan dengan mudah dapat diubah dengan software, perubahan dan penambahan dapat dilakukan dengan software. f) Aplikasi kontrol luas. g) Keandalan tinggi. h) Dapat menerima kondisi lingkungan industri yang berat. 4. Bagian-bagian PLC PLC memiliki beberapa bagian penting, diantaranya adalah : a) Terminal Input Power Sapplay
9
Unit ini berfungsi untuk memberikan sumber tegangan dari Power Supply ke CPU, tegangan Power Supply adalah 100 sampai 200 VAC atau 24 VDC. b) Control Procecing Unit (CPU) Unit ini merupakan otak dari PLC. Pada CPU program akan diolah sehingga sistem kontrol yang telah didesain bekerja seperti yang diingiinkan. CPU PLC Omron sangat bervariasi macamnya tergantung masing-masing tipe PLC-nya.
c) Memory Unit Memori unit meliputi : 1)
RAM
: Random Acces Memory.
2)
EPROM
: Eraseble Programable Read Only Memory. Memori
khusus
yang
dapat
diprogram dengan menggunakan Eprom Writer. 3)
EEPROM
: Electrical Eraseable Programable Read Only Memory. Memori
yang
dimungkinkan
untuk
menyimpan program secara permanen dan dapat pula mengubah program dengan mudah. d) Terminal Pentanahan Pengaman (Protective Out Terminal)
10
Terminal ini adalah terminal pengaman pentanahan yang berfungsi untuk mengurangi resiko kejutan listrik yang dapat beresiko fatal baik untuk komponen ataupun orang yang dengan tidak sengaja menyentuhnya. e) Indikator Masukan (Indikator Input) Indikator yang berfungsi sebagai tanda pada saat terminal masukan ON. f) Indikator Keluaran (Indikator Output) Indikator yang berfungsi sebagai tanda pada saat terminal keluaran ON.
g) Peripheral Peripheral
kabel
yang
digunakan
untuk
menghubungkan CPU dengan Program Console atau peralatan peripheral lainnya, dengan RS 232 adaptor atau RS 422. h) Indicator Program Console Indikator yang berfungsi untuk memperlihatkan atau menampilkan status operasi atau mode dari Program Console. INDIKATOR
STATUS
KETERANGAN
Power
ON
Power sedang disupplay ke PC
11
( hijau )
OFF
Power tidak dihubungkan ke PC
RUN
ON
PC sedang mengoprasikan mode run
( hijau )
atau MONITOR OFF
PC ada dalam pemrograman atau kesalahan yang fatal telah terjadi
ERROR
/ ON
Kesalahan fatal terjadi (PC berhenti
Alarm
beroprasi)
( merah )
Flashing
Kesalahan yang tidak fatal terjadi (PC meneruskan operasi)
COMM
OFF
Mengindikasikan operasi normal
ON
Data sedang ditransfer lewat terminal
( orange )
peripheral OFF
Data sedang tidak di transfer lewat peripheral
i) Kabel Penghubung satuan I/O Ekspansi Digunakan untuk menhubungkan satuan I/O ekspansi ke CPU. j) Konektor Ekspansi Digunakan
untuk
menghubungkan
satuan
ekspansi ke satuan I/O khusus (belum tersedia).
5. Programming Console (PC)
I/O
12
Program console adalah alat untuk memasukkan perintah atau program secara berurutan kedalam CPU, bagian-bagiannya : a) LCD Display LCD Display di gunakan untuk menampilkan program atau perintah yang dimasukkan kedalam PLC. b) Mode Pilihan Memilih mode operasi pada PLC yaitu mode RUN, mode PROGRAM dan mode MON. 1) RUN
: Digunakan untuk mengoprasikan program tanpa dapat mengubah nilai setting yang dapat diubah pada posisi mode MON.
2) MON
: Digunakan ketika mengubah nilai setting dari counter dan timmer pada saat PLC sedang beroprasi.
3) PROGRAM : Digunakan untuk membuat program atau
membuat
modifikasi
atau
perbaikan program sebelumnya. c) Tombol-tombol Instruksi (Instruction Keys) Tombol-tombol Instruksi (Instruction Keys) adalah tombol-tombol
yang
digunakan
untuk
perintah kontak yang akan digunakan. d) Tombol-tombol Operasi (Operation Keys)
memasukkan
13
Tombol-tombol Operasi (Operation Keys) adalah tombol yang digunakan untuk memasukkan relay yang akan digunakan. e) Tombol-tombol Nomor (Numeric Key) Tombol nomor (Numeric Key) adalah tombol yang digunakan untuk memasukkan nomor-nomor kontak, relay, dan pewaktu atau timer.
6. Fungsi Tombol-tombol PLC a. LD
Gambar 1. Ladder Diagram simbol LD Perintah LD pada pembuatan program dimisalkan sebagai pengganti suatu kontak dan mempunyai logika sebagai kontak NO dan merupakan perintah awal atau sebagai masukan pada pembuatan program pada PLC. b. AND
Gambar 2. Ladder Diagram simbol AND Perintah AND ini juga mempunyai logika sebagai kontak NO dan juga mempunyai fungsi untuk menghubungkan seri dengan kontak dari perintah sebelumnya.
14
c. OR
Gambar 3. Ladder Diagram simbol OR Sama halnya dengan perintah LD & AND, OR juga dilogikakan sebagai kontak NO, namun OR digunakan untuk mempararelkan dengan kontak dari perintah sebelumnya. d. OUT
OUT
Gambar 4. Ladder Diagram simbol OUT Perintah OUT diberikan sebagi hasil akhir dari perintah – perintah yang diberikan. Perintah OUT akan dapat dilihat hasilnya dengan cara memberi kode pada bit keluaran, yang mana nantinya pada terminal keluaran dapat dihubungkan dengan alat listrik seperti magnetic contaktor, lampu, solenoide valve dan sebagainya. e. FUN Perintah – perintah yang tidak diberikan pada tombol – tombol PC dapat ditampilkan dengan menekan tombol FUN, dan agar perintah yang diinginkan dapat muncul dalam layar monitor PC maka perintah FUN diikuti dua digit angka dari kode perintah yang diinginkan.
15
f. TIM TIM
( no timer )
Gambar 5. Ladder Diagram simbol TIM Timer pada rangkaian konvensional dapat diganti dengan perintah TIM pada PC untuk rangkaian dalam PLC. Fungsinya sama dengan timer yang ada pada rangkaian konvensional, yaitu sebagai penunda waktu dari kerja kontak – kontak pada timer yang mengendalikan kontak lain atau keluaran. Waktu yang dapat diatur pada TIM adalah antara 0000 sampai dengan 999,0 detik g. CNT Clock pulsa
CNT No counter Set hitungan
Reset
Gambar 6. Ladder Diagram simbol CNT Counter atau penghitung masukan suatu sinyal dari kerja mesin atau benda lain yang menjadi masukan juga dalam PLC. Perintah CNT juga sebagai penunda kerja kontak CNT yang mengendalikan kontak lain atau keluaran.
16
Masukan CNT dihitung bukan dari waktu melainkan jumlah sinyal yang menjadi masukan CNT itu sendiri. Masukan yang dihitung CNT dalam PLC antara 0000 hingga 9999 kali hitungan sinyal masukan. CNT dapat direset bila akan dihentikan kerjanya dan akan bekerja menghitung dari awal bila reset telah terbuka dan sinyal masukan ada yang masuk. Dalam hal ini, untuk PLC type CPM 1A mempunyai TIM dan CNT sebanyak 127 (000 s/d 126) bila menggunakan TIM dan CNT dalam satu program maka tidak boleh memiliki kode yang sama, misal TIM 001, maka CNT tidak boleh ditempatkan pada CNT 001. h. NOT Fungsi NOT digunakan bersamaan dengan perintah – perintah LD, AND dan OR, sehingga akan mengubah logikanya dari kontak NO menjadi kontak NC. Apabila digunakan dengan perintah OUT menandakan cara kerja keluaran. i. HR (Holding Relay) Holding Relay digunakan untuk mempertahankan kondisi kerja rangkaian PLC yang sedang dioperasikan apabila terjadi gangguan pada sumber tegangan akan menyimpan kondisi kerja PLC. Dengan kata lain program yang telah dibuat tidak akan hilang bila terjadi suatu kesalahan yang terjadi akibat sumber tegangan yang tiba-tiba mati/terputus. HR area : HR 0000- HR 11915 j. TR (Internal Relay)
17
Internal relay merupakan relay yang ada dalam PLC yang berfungsi sebagai relay bantu, fungsi dari relay bantu ini adalah untuk
memperluas
jangkauan
program.
Untuk
dapat
mengendalikan beban keluaran, maka relay ini dihubungkan dengan eksternal relay (relay keluaran). Hal ini biasa digunakan pada pemrograman yang relatif kompleks. IR area : 20000IR23115 k. TR (Temporary Relay) Temporary relay merupakan instruksi yang digunakan pada titik percabangan pada program. l. SFT Shift Register difungsikan untuk menggeser data dari bit yang paling rendah ke bit yang paling tinggi (dalam satu data terdapat 16 bit), perintah shift juga dapat ditampilkan dengan perintah FUN 010. m. SHFT Tombol ini digunakan untuk fungsi lebih dari tombol tekan kontak, channel, play, dan record, selain itu juga menampilkan fungsi angka heksadesimal pada tombol 0-9 (A s/d F). n. SRCH Tombol SRCH (search) ini berfungsi untuk mencari atau melacak kontak yang ada di program untuk ditampilkan pada monitor PC.
18
o. INS Tombol INS (insert) digunakan untuk menyimpan suatu perintah pada program yang telah dibuat karena ada perintah yang belum dibuat atau terlewati atau mungkin juga untuk menyisipkan, menambah dan memperluas program. p. DEL Delete digunakan untuk menghapus perintah pada program yang telah dibuat, dikarenakan perintah tersebut tidak digunakan atau salah.
B. Motor Listrik Arus Searah Motor listrik arus searah adalah sebuah mesin yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi mekanis. Motor tersebut dapat dipakai untuk memberikan putaran guna menggerakkan sebuah konstruksi dari sebuah alat atau mesin. Motor-motor listrik arus searah yang dipakai dalam pembuatan Mesin Pencetak Batu Bata adalah motor Wiper (pengelap kaca mobil). Motor wiper tersebut membutuhkan sumber tegangan 12 Volt Dc dengan putaran 80 rpm. Putaran motor wiper sangat kecil atau sedikit, tetapi memiliki torsi yang besar. Torsi yang di hasilkan oleh motor wiper adalah 2 kg. Dengan
19
torsi yang besar tersebut maka akan mempermudah dalam proses pengepresaaan dan pencetaakan. Prinsip kerja motor dc berdasarkan percobaan Lorenz yang menyatakan ” sebatang konduktor yang berarus listrik berada didalam medan magnet, maka pada konduktor tersebut akan terbentuk suatu gaya”. Gaya yang terbentuk dikenal dengan sebutan gaya Lorentz. Adapun untuk arah gaya tersebut digunakan kaidah tangan kiri Flemming atau kaidah telapak tangan kiri Fararaday. Kaidah tangan kiri Flemming yaitu ibu jari, jari telunjuk dan jari tengah yang saling tegak lurus menunjukkan masingmasing arah gaya, fluks magnet dan arus listrik. Kaidah telapak tangan kiri Faraday yaitu jika ada garis gaya magnet yang menembus telapak tangan, arah arus searah dengan jari-jari tangan maka akan timbul gaya yang searah dengan ibu jari. Motor arus searah mempunyai magnet permanen yang berfungsi memberikan medan magnet tetap. Rotor motor arus searah terdiri dari kumparan yang yang dililitkan pada inti besi dan dirangkaikan dengan sebuah komutator (Sumanto: 1991).
U
U F
F S
S
20
Gambar 7. Arah gaya pada dua konduktor dan prinsip motor DC. Gambar diatas menunjukan bahwa garis-garis magnet yang di dalamnya terdapat sebuah besi yang dialiri arus listrik searah dapat menghasilkan putaran. Dengan kemudahan dan faktor keamanan yang cukup baik sebab itulah motor listrik arus searah digunkan sebagai salah satu komponen yang ikut mendukung bekerjanya Mesin Pencetak Baru Bata berbasis PLC ini. C. LED LED
adalah
semikonduktor
khusus
yang
dirancang
untuk
memancarkan cahaya apabila dialiri arus. Bila dioda diberi prategangan maju, elektron-elektron bebas akan jatuh kedalam lubang-lubang (hole) disekitar persambungan. Ketika meluruh dari tingkat energi lebih tinggi ke tingkat energi lebih rendah elektron-elektron bebas tersebut akan mengeluarkan energi dalam bentuk radiasi. Pada dioda penyearah, energi ini keluar dalam bentuk panas. Tetapi pada dioda pemancar cahaya (Ligh Emiting Diode disingkat LED), energi ini memancarkan sebagai cahaya. LED ini telah dapat menggantikan lampu-lampu pijar dalam beberapa
21
pemakaian karena tegangannya yang rendah, umurnya yang panjang, dan dari mati ke hidup dan sebaliknya berlangsung cepat. Dioda biasanya terbuat dari bahan silicon, yaitu bahan buram yang menghalangi pengeluaran cahaya. Sedangkan LED terbuat dari unsurunsur seperti gallium,arsen, dan fosfor, warna LED diantaranya adalah merah, hijau, kuning, biru, jingga, atau bening. Penurunan tegangan LED adalah dari 1,5 V sampai 2,5 untuk arusnya diantara 10 dan 150 mA (Malvino, 1985).
Gambar 8. Simbol dan bentuk fisik LED LED sering kali digunakan untuk mengetahui bekerja atau tidaknya suatu alat atau mesin karena memiliki keandalan yang tinggi atau tahan lama. Berbeda dengan lampu-lampu lainnya yang cenderung digunakan untuk penerangan dan memiliki ketahanan yang lebih rendah dari pada LED. D. Sakelar Tekan Sakelar 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
22
dioperasikan/ditekan. Apabila kontak NO tersebut dioperasikan/ditekan maka kedudukan kontaknya akan berubah menjadi NC (tertutup), begitu juga sebaliknya untuk kontak NC dan ketika tombol dilepas maka kedudukan kontaknya akan kembali keposisi semula (Abdul Kadir: 1983).
NO
NC
Gambar 9. Simbol saklar tekan NO dan NC
Ada dua macam versi yang berbeda dari sakelar tombol. Yang pertama yaitu sakelar tombol yang tidak mengunci dan sakelar tombol yang mengunci. Penggunaan atau pengoprasian sakelar tombol tidak mengunci adalah, apabila tombol tersebut ditekan maka ia akan kemabali keposisi semula. Artinya dalam posisi normal sakelar tersebut NO bila ditekan menjadi NC dan bila tidak ditekan menjadi NO lagi. Berbeda dengan sakelar tombol mengunci yang apabila tombol tersebut telah ditekan maka akan selalu mengontak dan belum akan lepas apabila sakelar OFFnya belum ditekan. Artinya, dalam keadaan normal NO ditekan menjadi NC dan dilepas akan tetap NC (mengunci). E. Limit Switch Sakelar batas atau Limit Switch (LS) merupakan sakelar yang dapat dioperasikan baik secara otomatis maupun non otomatis. Limit switch yag bekerja
secara
otomatis
adalah
jenis
limit
switch
yang
tidak
23
mempertahankan
kontak,
sedangkan
limit
switch
yang
bekerja
nonotomatis adalah limit switch yang mempertahankan kontak (Sumantri Omron 1993 : 34). Kontak-kontak pada limit switch sama seperti kontakkontak yang terdapat pada tombol tekan, yaitu mempunyai kontak Normally Open (NO) dan kontak Normally Closed (NC). Kedudukan kontak dan bentuk dari limit switch dapat diperlihatkan seperti pada gambar dibawah. NO
NC
press
Gambar 10. Limit Switch Limit switch yang tidak mempertahankan kontak akan bekerja apabila ada benda yang menekan rollernya, sehingga kedudukan kontak NO menjadi NC dan kontak NC menjadi NO. Jika benda sudah diangkat, roler dari limit switch kembali keposisi semula, demikian pula kontakkontaknya. Jenis limit switch semacam ini dapat digunakan untuk pengoprasian motor secara otomatis.
F. Relay Relay adalah sebuah alat elektomagnetik yang dapat menghubung titik kontak (contact point) sewaktu alat ini mendapatkan sumber arus listrik. Relay terdiri dari kumparan, inti besi lunak dan pelat titik kontak. Prinsip kerja relay adalah jika pada kumparannya dilewati arus listrik maka inti besi menjadi magnet yang menarik pelat dan titik kontak, sehingga titik kontak tersebut saling terhubung, dan bila kumparan tidak
24
dilewati arus listrik maka titik kontak akan terputus. Relay dapat dipergunakan dalam suatu rangkaian elektonika. Suatu relay secara umum terdapat dua kontak relay yaitu NO (normally open) dan NC (normally close). Kontak NO yaitu kontak yang dalam keadaan normal pada posisi membuka artinya saat kumparan tidak dilewati arus listrik titik kontak terbuka. Sebaliknya, kontak NC yaitu kontak yang dalam keadaan normal pada posisi tertutup artinya saat kumparan tidak dilewati arus listrik titik kontak tertutup (Frank D. Petruzella, 2004: 191).
NC
NO
Gambar 11. Simbol dan bentuk fisik relay
Relay terdapat dua macam yaitu: relay yang bekerja dengan arus bolak-balik dan relay yang bekerja dengan arus searah. Relay juga memiliki tegangan input yang berbeda-beda dan kontak-kontak yang memiliki kegunaan yang berbeda, tergantung dari kebutuhan yang diinginkan. Relay yang digunakan dalam rangkaian ini adalah relay yang memiliki kaki 8, yaitu 2 untuk tegangan input, NO, NC tegangan plus (+) dan NO, NC tegangan mins (-).
25
Tegangan input pada relay 1 diperoleh dari output pada PLC dengan alamat 010.01 dan difungsikan untuk mengontakkan atau mengalirkan tegangan ke motor penggerak konveyor. Sedangkan relay 2 diperoleh dari output PLC dengan alamat 010.02 yang difungsikan untuk menjalankan motor prescetak. Kedua relay ini bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan dari ledder diagram.
BAB III PERANCANGAN, PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
A.
Proses Pembuatan 1)
Perancangan Simulasi Perancangan simulasi ini di gunakan untuk menggambarkan perangkat mesin pencetak batu bata berbasis PLC yang nampak seperti yang sesungguhnya. Dalam perancangan simulasi mesin pencetak batu bata ada hal-hal penting yang perlu dipersiapkan untuk mempermudah pembuatannya, diantaranya : a. Menggambar secara detail rangka serta penempatan komponen yang akan dipasang b. Menghitung berapa besar sumber tegangan yang akan dipakai untuk mensuplay motor yang di gunakan untuk menjalankan simulsi Mesin Pencetak Batu Bata berbasis PLC, hal ini perlu dilakukan agar dalam pemilihan komponen yang lain disesuaikan dengan tegangan input. c. Merancang atau menggambar alur rangkaian yang akan digunakan sebagai rangkaian penggerak yang sekaligus digunakan untuk meletakkan komponen-komponen lain yang terpasang dalam rangkaian PCB.
2)
Alat dan Bahan a. tang kombinasi
i. soldier
b. tang cucut
j. gergaji kayu
c. tang potong
k. gergaji besi 24
25
d. kunci pas 10 ”
l. cutter
e. ripert
m. gunting plat
f. bor
n. grinda
g. kikir bundar
o. multi meter
h. kikir pipih
p. palu
Daftar bahan yang butuhkan : No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26.
Nama Bahan PLC CPM1A Motor DC Limit Switach Relay LED Kabel Steker Bus Sakelar ON,OFF Besi Rangka Bering Besi Batang Pipa Plat Seng Besi Korden Mur Baut Cet Karpet Konveyor Triplek Lem Besi Paku Ulir Per Kondensator Trafo Dioda PCB
Identifikasi bahan 20 CDR 12 Volt 1 A 100 Volt 1 A 120 V000 1 A 24 Volt NYAF Standar 2 A 240 V 3 x 1.5 cm Ø 2.3 cm ø 1 cm Ø 1 cm Ø 2.5 cm ø 2.2 cm 0.5 x 0.5 m 0.5 x 0.5 m 1x2m Ø 0.7 cm ½ Kg 0.2 cm 1m 500 ml 1 cm 2200μ / 24 V DC 220 Volt/ 3 A 5A 5 x 10 cm
Tabel 1. Daftar bahan
Jumlah 1 bh 2 bh 1 bh 2 bh 4 bh Secukunya 12bh 1 bh 7 meter 12 bh 6 meter 6 meter 1lbr 1 lbr 4 meter 20 bh 1 kaleng 2 meter 1 lbr 1 botol 12 bh 2 bh 1 bh 1 bh 4 bh 1 bh
26
3)
Rancang Bangun
Gambar 12. Rancang Bangun Keseluruhan Gambar 12 merupakan gambar keseluruhan dari simulasi Mesin Pencetak Batu Bata Berbasis PLC. Gambar di atas merupakan gambar keseluruhan yang dapat di bagi atau di potong lagi menjadi beberapa bagian menurut fungsi dan kegunaan masing masing.
b
a
c
d
38 cm
e 85 cm
32 cm
Gambar 13. Kerangka Mesin Pencetak Batu Bata Keterangan : a
: penyangga pres, yang terbuat dari almunium tidak berinti
27
b
: holl, digunakan untuk memberikan pelicin pada pres
c
: penguat / tempat baut penyangga pres
d
: penopang roler, digunakan untuk menyangga konveyor
e
: penyangga motor pres.
Gambar 13 merupakan kerangka dari Mesin Pencetak Batu Bata dengan panjang 85 cm, lebar 32 cm, dan tinggi 38 cm. Keseluruhan dari rangka luar ini terbuat dari besi yang berbentuk kotak. Penyambungan antara siku-sikunya tidak menggunakan baut, tetapi di sambung menggunakan las karbit. Dimungkinkan adanya goncangan yang dapat mempengaruhi proses kerja dari Mesin Pencetak Batu Bata maka sebab itulah rangka harus dilas.
a
d b
e
c
f g Gambar 14. Konstruksi konveyor Keterangan : a cetakan
: kain konveyor, digunakan untuk menarik menggerakkan
28
b
: motor penggerak konveyor
c
: penopang motor konveyor
d
: bering / laker
e
: pipa roller
f
: penopang roller
g
: as
Gambar 14 merupakan gambar dari konveyor. Konveyor digerakkan menggunakan motor yang ada di sudut salah satu rangka. Karpet konveyor di tahan atau ditopang menggunakan pipa konveyor, yang didalamya terdapat as bering dan bering. Bering tersebut dilekatkan pada pipa rollernya dan bering di tahan menggunakan as yang kemudian as ditahan oleh rangka.
2.5 cm
25 cm
Gambar 15. Pipa konveyor Gambar 15 adalah gambar dari pipa konveyor. Pipa ini berguna untuk menyangga karpet konveyor, didalam pipa tersebut terdapat bering atau laker yang dipasang di keuda sisi pipa. Maksud dari penggunaan bering atau laker ini adalah agar pipa dapat berputar saat tersentuh oleh karpet konveyer saat motor bekerja sehingga mengurangi gaya geseknya.
29
Ukuran dari panjang pipa ini adalah 25 cm dengan diameter lingkaran 2.5 cm. Ukuran dari diameter dalam di sesuaikan dengan ukuran diameter luar pada bering.
Gambar 16. Pipa, bering dan as yang telah disatukan Gambar di atas merupakan gambar pipa, bering dan as yang telah dirangkai sedemikian rupa sehingga dapat difungsikan sebagai penyagga karpet konvetor yang akan mengurangi gesekan saat motor bekerja
Gambar 17. Bering Bering yang digunakan berukuran 1 cm untuk diameter dalam dan 2.2 cm untuk diameter luar. Bering atau laker tersebut di pasang pada kedua sisi pipa konveyor dan di masuki besi penyangga yang di letakkan pada kedua rangka.
30
Gambar 18. Rangka mekanik pres cetak
c
e
d b a
c
Gambar 19. Konstruksi mekanik pres cetak Keterangan : a
: motor penggerak pres cetak
b
: per pengungkit/penarik pres cetak
c
: pres cetak
d
: penyagga pres cetak
e
: setelan pres cetak
Mekanik pres cetak ini berfungsi untuk mencetak dan mengepres bata yang telah ditempatkan pada wadah. Wadah yang telah terisi
31
nantinya akan di pres dan dicetak oleh mekanik cetak dan pres. Mekanik pres cetak ini di gerakkan oleh motor dc 12 volt yang ditempatkan tepat di bawah mekanik pres cetak tersebut. 4)
Rangkaian Catu Daya
Gambar 20. Rangkaian catu daya
Gambar 21. PCB catu daya Catu daya yang digunakan adalah (input) 12 volt, digunakan untuk mensuplay tegangan pada motor pres cetak dan motor konveyor.
32
I1
PLC Reset 1
2
3
4
I2 I3
5 6 7 8 9 10 11 12
Limit Switch
OFF
reay pres cetak
relay konveyor
2 1
7 6
6
8 5
8 5 3
ON
3
4
4
LS2
LS1
Relay1
M2
2 1
7
Relay2
M1 Catu Daya
Gambar 22. Rangkaian Keseluruhan Komponen Keterangan: Nomor pada PLC 1
: 000.05
5
: 000.03
9
: 000.01
33
2
: 010.05
6
: 010.03
10
: 010.01
3
: 000.04
7
: 000.02
11
: 000.00
4
: 010.04
8
: 010.02
12
: 010.00
I1
: Indikator Reset
M1
: Motor Konveyor
I2
: Indikator ON
M2
: Motor Prescetak
I3
: Indikator OFF Gambar 22 merupakan rangkaian keseluruhan yang digunakan untuk menjalankan simulasi mesin pencetak batu bata berbasis PLC. Perintah-perintah masukan seperti ON, OFF, Reset, dan Limit Switch dihubungkan pada PLC. Perintah-perintah ini di gunakan sebagai Operating Manual yang nantinya di desain menjadi sebuah rangkaian menggunakan Ledder Diaggram dalam komputer. Perintah yang berupa gambar Ledder Diagram difungsikan sebagai penghubung antara perintaah input dan perintah output pada PLC. Otuput PLC dihubungkan pada relay yang digunakan untuk menjalankan motor konveyor atau motor prescetak. Output ini juga digunakan untuk mengoprasikan indikator ON, OFF dan Reset.
34
5)
Software 1. NO 1. 2. 3. 3.
Daftar Input Input
Keterangan Saklar tombol tekan ON Saklaar tombol OFF Limit cwitch Reset
000.00 000.01 000.02 000.03
Tabel 2. Daftar input 2. NO 1. 2. 3. 3.
Daftar Output Output 10000 10001 10002 10003
Keterangan Led on Motor roler Motor pres cetak Led reset Tabel 3. Tabel output
3.
Alamat No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.
Simbol LD AND NOT OUT LD AND NOT OR AND NOT OUT LD AND TIM 001 LD AND AND NOT OUT LD LD CNT 002 END
Alamat 000.00 000.01 010.00 000.01 000.02 TIM 001 CNT 002 010.01 010.00 000.02 # 0028 010.00 000.02 TIM 001 010.02 010.02 000.03 # 0005 001
35
Tabel 4. Daftar alamat program masukan 4.
Ledder Diagram 000.00
000.01 010.00
010.00
000.02
CNT 002 010.01
TIM 001 000.00
010.00
000.02 TIM 001 # 0028
010.00
000.02
TIM 001 010.02
010.02 CNT 000.03
002 # 0005
CNT 002
010.03 END 01 Gambar 23. ledder diagram mesin pencetak batu bata 6)
Proses Pembuatan a.
Merancang/menggambar rangka Mesin Pencetak Batu Bata
36
1)
Mengukur panjang, tinggi dan lebar kerangka yang akan dibuat
2)
Menentukan letak motor, switch dan pres cetak
3)
Menentukan letak lobang yang akan di bur guna menempatkan roler
b.
Merancang/menggambar rangkaian yang akan digunakan untuk menjalankan rangkaian Mesin Pencetak Batu Bata 1)
Menggambar rangkaian catu daya
2)
Menggambar rangkaian yang digunakan untuk menempatkan relay
c.
Membeli bahan yang telah di perhitungkan
d.
Mengecek apakah bahan yang telah di beli dapat berfungsi dengan baik
e.
Mempersiapkan alat dan bahan sebelum memulai merancang
f.
Merangkai rangka yang telah ditetapkan ukurannya 1)
Mengbor titik-titk lobang yang telah ditandai untuk menempatkan roler
2)
Memasang bering (laker) pada sisi pipa. Digunakan untuk menopang besi pada roler
3)
Memasang pengunci besi agar laker pada pipa tidak bergeser
4)
Memasang dudukan motor yang digunak untuk menjalankan Mesin Pencetak Batu Bata
g.
Merangkai rangkaian catu daya
37
1)
Menggambar rangkaian pada PCB
2)
Melarutkan tembaga PCB yang tidak dipakai
3)
Memasang/menyoldir komponen yang digunakan dalam membuat catu daya
4)
B.
Membuat bok/wadah catu daya
h.
Memotong sarung konveyor
i.
Memasang Steker Bus pada Panel Pontrol
j.
Mengecet
k.
Pembuatan program PLC, meliputi: 1)
Menentukan jumlah masukan dan keluaran/ input output.
2)
Pembuatan diagram leadder.
3)
Menentukan daftar alamat program mnemonic.
4)
Memasukkan dan mencoba program ke PLC.
l.
Pengecekan alat simulasi yang telah dibuat
m.
Pengecekan ulang program PLC yang telah dibuat
n.
Menguji alat simulasi yang telah dibuat
o.
Buat analisa dan kesimpulan dari pengujian.
Pengujian 1)
Pengecekan Alat dan Bahan Uji Sebelum melakukan pengujian alat simulasi Mesin Pencetak Batu Bata alangkah baiknya melakukan pengecekan terlebih dahulu baik dari hard ware ataupun Soft ware. Pengecekan hard ware dan
38
soft ware ini perlu dilakukan karena menghindari kesalahan yang fatal pada mesin. Disamping itu kita juga harus memastikan semua komponen yang telah terpasang berfungsi dengan baik dan berjalan dengan semestinya sehingga dalam pengambailan kesimpulan atau analisis alat mendapatkan hasil yang maksimal. Pengecekan yang dilakukan adalah : a.
Pengecekan sumber tegangan input yang digunakan untuk catu daya, 220 Volt
b.
Pengecekan out put pada catu daya, 12 Volt
c.
Pengecekan sumber tegangan input pada PLC, 220 Volt
d.
Pengecekan out put pada PLC, 24 volt
e.
Pengecekan pada motor yang digunakan untuk menjalankan roler dan pres cetak
f. 2)
Pengecekan konveyor, apakah dapat berputar
Cara Kerja Cara kerja Mesin Pencetak Bata Berbasis PLC ini adalah sebagai berikut : a.
Wadah terisi oleh tanah dan diletakkan diletakkan pada konveyor
b.
Sakelar on ditekan, yang pertama berputar / bekerja adalah konveyor
c.
Saat konveyor bekerja motor penggerak pres cetak berenti / tidak bekerja
39
d.
Setela konveyor berada tepat dibawah pres cetak, limit switch akan tersentu
e.
Tersentuhnya limit switch mengakibatkan konveyor berhenti karena arus yang mengali pada motor konveyor terputus
f.
Terputusnya arus pada motor konveyor menyebabkan kontak NC pada limit switc berubah kontak menjadi NO, dan keadaan ini dimanfatkan untuk menghidupkan timer.
g.
Dalam jangka waktu yang dibutuhkan untuk menghidupkan timer mulai dari arus timer terhubung hingga timer bekerja digunakan untuk mengidupkan atau menggerakkan motor pres cetak.
h.
Pemberian waktu yang di gunakan untuk menghidupkan timer di sesuaikan dengan putaran dari motor pres cetak yaitu dari mulai putaran 0 o hingga 360 o. Pemberian waktu ini dimaksudkan agar pada saat bekerja dan berhenti pres cetak berada pada posisi TMA (titik mati atas) sehingga tidak menyangkut wadah tanah.
i.
Dalam rangkaian ini waktu yang dibutuhkan untuk memutar 360 o adalah 2.8 detik.
j.
Setelah 2.8 detik maka timer akan bekerja dan kontakkontak NO pada timer berubah fungsi menjadi NC
40
sehingga arus mengalir pada roler dan mengangkat limit switch yang telah tertekan sebelumnya. k.
Pergantian bekerjanya motor roler dan motor pres cetak ini berlangsung selama lima kali, dan setelah lima kali mesin akan berhenti beroprasi.
l.
Untuk kembali menjalankan mesin ini maka harus direset. Reset disini berfungsi agar dalam menghitung jumlah bata yang telah dihasilkan lebih mudah yaitu 5 x 4 = 20. hitungan reset ini bisa diatur sesuai keinginan dan jumlah bata yang akan dicetak terus menerus hingga waktu conter yang telah ditentukan
41
3)
Hasil Pengujian Keadaan Sebelum Beroprasi 000.00
000.01 010.00
010.00
000.02
CNT 002 010.01
TIM 001 000.00
010.00
000.02 TIM 001 # 0028
010.00
000.02
TIM 001 010.02
010.02 CNT
000.03
002 # 0005
END 01 Gambar 24. ladder giagram sebelum bekerja
42
Gambar ledder diagram diatas dapat di lihat bahwa dalam keadaan mesin belum bekerja aliran arus terhenti pada kontakkontak NO (garis merah).
No
Alamat
Normal
Kontak yang Dipakai NO NC
Keterangan
Output
NO Menghentik an pengopraas ian Menghentik an pengopraas ian
NC
-
Memulai pengoprasian
-
Menhubungkan arus ke LED ON
-
-
Menghidupka n LED ON
1
000.00
NO
+
+
2
000.01
NC
+
+
3
010.01
OFF
-
-
4
000.02
NO
+
+
5
TIM 001
OFF
+
+
6
CNT 002
OFF
-
+
7
010.01
OFF
-
-
-
-
8
010.02
OFF
-
-
-
-
9
010.03
-
-
-
-
-
10
000.03
NO
-
+
-
Mereset
Menghubungka n arus ke motor konveyor Menghidup Memutus arus kan kembali motor pres konveyor cetak Memutus arus setelah 5 kali motor pres cetak bekerja Menghidup kan timer
-
Menjalankan motor konveyor Menjalankan motor pres cetak Menghidupka n led reset -
Tabel 5. Keterangan kontak kondisi normal dan output saat mesin belum beroprasi
43
Keadaan Sesudah Beroprasi Motor Konveyor 000.00
000.01 010.00
010.00
000.02
CNT 002
010.01 TIM 001 000.00
010.00
000.02 TIM 001 # 0028
010.00
000.02
TIM 001
010.02 010.02 CNT 000.03
002 # 0005
END 01
Gambar 25. ledder diagram saat motor conveyor bekerja
44
No
Alamat
Keadaan Normal
Keadaan bekerja
Keterangan NO
1
000.00
NO
NC
-
2
000.01
NO
NC
-
3
010.01
-
ON
-
4
000.02
NO
NC
-
5
CNT 002
OFF
-
-
6 7 8 9 10
010.01 TIM 001 010.02 010.02 010.03
Output NC memulai pengopraaasian Menghubungkan arus ke LED ON Menghubungkan arus ke motor konveyor Memutus arus setelah 5 kali motor pres cetak bekerja
-
ON
-
-
OFF OFF OFF -
-
-
-
Menghidupkan LED ON -
Menjalankan motor konveyor -
Tabel 6. Keterangan kontak, kondisi kerja dan output saat motor conveyor bekerja Pada saat ON ditekan kontak NO pada sakelar ON akan menghubung dan arus mengalir menuju kontak NC pada sakelar OFF. Dengan demikian indikator ON akan menyala. Seiring dengan menyalanya indikator ON bekerja juga konveyor. Dalam keadaan ini motor pres cetak dan timer belum bekerja karena arus masih terhenti pada NO pada limit switch. Setelah limit switch tersentuh maka kontak NO berubah menjadi NC, dengan demikian timer dan motor pres cetak akan bekerja. Bersamaan dengan kontak NO berubah menjadi NC maka NC yang menghubungkan ke motor konveyor berubah fungsi menjadi
45
NO dan memutuskan aliran ke motor konveyor sehingga motor terhenti. Terhentinya motor konveyor berlangsung selama 2.8 detik. Dalam 2.8 detik tersebut digunakan untuk menjalankan motor pres cetak. Perhitungan waktu tersebut di lihat dari mulai motor pres cetak berada pada titik mati atas (TMA) berputar mulai dari 0 ° sampai 360 °. Setelah motor pres cetak berputar 360 ° timer akan bekerja dan kontak NC pada timer berubah fungsi menjadi NO dan memutus arus yang mengalir pada motor pres cetak. Bersamaan dengan itu NO pada timer berubah menjadi NC yang akan digunakan untuk menghidupkan kembali motor konveyor. Dengan berjalannya motor konveyor maka limit switch akan terlepas dan berganti kontak menjadi NO yang sebelumnya NC. Pergantian bekerjanya motor konveyor dan motor pres cetak berlangsung selama 5 kali sesuai dengan berapa banyak perintah Conter yang diberikan. Setelah 5 kali maka rangkaian yang dihubungkan ke motor conveyor akan terputus. Dengan terputusnya aliran ke motor konveyor maka rangkaian akan terhenti seluruhnya dan hanya indikator ON yang tidak terputus. Tombol yang digunakan menjalankan kembali atau mengoprasikan rangkaian adalah menekan tombol rest yang dihubungkan pada rangkaian conter dalam PLC.
46
Motor Pres Cetak 000.00
000.01 010.00
010.00
000.02
CNT 002 010.01
TIM 001 000.00
010.00
000.02 TIM 001 # 0028
010.00
000.02
TIM 001 010.02
010.02 CNT
000.03
002 # 0005
END 01 Gambar 26. Ladder diagram saat motor pres cetak bekerja
47
000.00
000.01 010.00
010.00
000.02
CNT 002 010.01
TIM 001 000.00
010.00
000.02 TIM 001 # 0000
010.00
000.02
TIM 001 010.02
010.02 CNT 010.03
002 # 0005
END 01
Gambar 27. Pergantian kerja motor Gambar ledder diagram diatas dapat kita lihat bahwa kontak limit switch berubah fungsi menjadi NO yang sebelumnya NC, sehingga arus terputus dan mengakibatkan motor konveyor berhenti. Disaat limit switch terhubung maka arus pada timer dan motor pres cetak bekerja. Bekerjanya motor pres cetak berlangsung selama
48
2.8 detik dan setelah 2.8 detik motor pres cetak berhenti karena kontak NC pada timer berubah menjadi NO sehingga memutus arus yang melewati motor pres cetak. No
Alamat
Keadaan Normal
Keadaan bekerja
Keterangan NO
1
000.00
NO
NC
-
2
000.01
NO
NC
-
3
010.01
-
ON
4
000.02
NO
NC
Memutus arus ke motor konveyor
5
6
CNT 002
7
010.01 TIM 001
8 9 10
010.02 010.03 010.03
NC memulai pengoprasian Menghubungkan arus ke LED ON -
Output Menghidupkan LED ON -
ON
-
-
Memutus arus setelah 5 kali motor pres cetak bekerja
-
ON
-
-
-
Bekerja 2.8 ON detik Menghidupkan mesin pres OFF cetak OFF Tabel 7. Keterangan kontak saat motor pres cetak bekerja Saat timer bekerja maka kontak NO akan berubah menjadi NC
dan menghidupkan kembali motor konveyor sehingga kontak limit switch kembali ke keadaan semula yaitu NO. Pergantian kerja dari motor konveyor dan motor pres cetak berlangsung terus menerus hingga hitungan yang dituliskan pada conter. Setelah motor bergantian sesuai jumlah yang di tentukan
49
maka rangkaian tersebut akan terhenti, dan untuk menghentikannya harus di rest.
C.
PEMBAHASAN 1.
Pembuataan Batu Bata Secara Manual a.
Menyiapkan Adonan Kualitas bata yang dibuat secara manual tergantung dari bahan adonan yang dibuat sebelum dilakukan pencetakan. Adonan tersebut tentunya memiliki bahan-bahan campuran yang baik serta memiliki ukuran-ukuran dalam pencampuran tanah. Bahan-bahan tersebut adalah sebagai berikut : Tanah
5 ember.@ 25 liter
Air
secukupnya
Rambut (kulit padi)
1 ember.@ 15 liter
Cara pembuatan adonan tersebut adalah dengan mencampur tanah dan kulit padi kemudian diaduk hingga rata sambil di sirami air hingga kelembekan tertentu. b.
Pencetakan Batu Bata Pencetakan batu bata secara manual umumnya dapat dilakukan oleh tiga orang. Ketiga orang tersebut memiliki tugas yang berbeda-beda. Pertama orang yang bertugas untuk mengambil cetakan setelah batu bata tersebut selesai di letakkan ditempat pengeringan dan mengantarkan cetakan yang sudah
50
berisi tanah kepada orang ketiga. Orang kedua bertugas mengisi dan meratakan tanah yang sudah diisikan tanah. Orang ketiga bertugas melepas tanah yang ada dalam cetakan ditempat pengering. Sebelum menuangkan tanah ke dalam cetakan, biasanya cetakan dilumuri dengan air. Fungsinya adalah agar tanah tidak menempel pada cetakan sehingga bila sampai mengering maka hasil dari cetakan tidak baik atau tidak rata. Pencetakan ini berlangsung terus menerus hingga adonan habis c.
Hasil Berdasarkan pengamatan yang penulis lakukan di desa Mranggen, Kecamatan Windusari Kabupaten Magelang memperoleh data sebagaai berkut: No
Waktu Dalam 1 Kali
Jumlah Satu Kali Cetak
Cetak 1
20 detik
4
2
21 detik
4
3
21 detik
4
4
20 detik
4
5
20 detik
4
6
19 detik
4
7
20 detik
4
8
19 detik
4
9
20 detik
4
10
20 detik
4
Table 8. Waktu dalam setiap 1 kali cetakan
51
Rata-rata dalam setiap 1 kali pencetakan batu bata adalah : 20+21+21+20+20+19+20+19+20+20 = 10 200
=
10 20 detik
Berarti pembuatan batu bata secara manual dapat menghasilkan 12 buah batu bata dalam setiap menitnya.
2.
Pembuatan Batu Bata Menggunakan Mesin a.
Menyiapkan Adonan Adonan yang digunakan untuk dalam pencetakan batu bata menggunakan simulasi mesin pencetak batu bata berbasis PLC ini sama dengan adonan yang digunakan dalam pembuatan batu bata secara manual. Hanya saja kapasitas tampung atau volume dalam setiap wadahnya berbeda dengan sesungguhnya.
b.
Pencetakan Batu Bata Sebelum melakukan pencetakan batu bata menggunakan simulasi mesin pencetak batu bata hal yang terlebih dahulu dilakukan adalah mengecek kelembekan adonan. Kelembekan atau kekenyalan adonan dapat mempengaruhi hasil cetakannya. Hasil cetakan yang baik adalah batu bata yang memiliki ketebalan dan kepadatan yang sama. Batu bata yang kurang
52
lembek dapat menghasilkan batu bata yang kurang padat. Sedangkan adonan yang kurang keras akan menhasilkan batu bata yang tidak memiliki bentuk yang baik karena setelah di pres potongannya dapat tersambung kembali. Pencetakan batu bata menggunakan mesin pencetak batu bata dapat dilakukan oleh 3 orang. Orang pertama bertugas untuk meletakkan tanah dalam cetakan dan meletakkan diatas conveyor. Orang kedua bertugas membawa hasil cetakan keorang ketiga serta membawa kembali wadah kepada orang pertama. Dan orang ketiga bertugas untuk menata bata untuk dikeringkan. c.
Hasil Hasil yang diperoleh dari pencetakan batu bata menggunakan mesin pencetak batu bata ini adalah sebagai berikut: No
Waktu Dalam 1 Kali
Jumlah Satu Kali Cetak
Cetak 1
18 detik
4
2
18 detik
4
3
18 detik
4
4
18 detik
4
5
18 detik
4
6
18 detik
4
7
18 detik
4
8
19 detik
4
9
18 detik
4
10
18 detik
4
53
Rata-rata dalam setiap 1 kali pencetakan batu bata adalah : 18+18+18+18+18+18+18+18+18+18 = 10 180
=
10 18 detik Berarti 12 batu bata dapat tercetak dalam waktu 45 detik. 3.
Hasil Analisa Berdasarkan permasalahan yang timbul dari pembuatan Mesin Pencetak Batu Bata berbasis PLC ini adalah : a.
Bagaimana agar mesin ini dapat memiliki jumlah produksi yang lebih banyak dibanding dengan pencetakan batu bata secara manual? Karakteristik komponen: Kecepatan konveyor (RPM)
= 80
Kecepatan prescetak (RPM)
= 80
Kekuatan tekanan (daya)
= 2 Kg
Jumlah ruas pembelah bata
=4
Ukuran wadah
= 20 x 11
(cm)
Berdasarkan perbandingan jumlah hasil cetakan antara pembuatan batu bata secara manual dan pembuatan batu bata menggunakan mesin menjelaskan bahwa mesin ini belum bisa memberikan hasil yang maksimal dikarenakan:
54
1.
Wadah tanah atau wadah cetakan kurang besar sehingga kapasitas tanah yang dapat ditampung sedikit
2.
Motor penggerak konveyor kurang cepat sehingga proses penghantaran wadah cetakan kebawah prescetak kurang bisa maksimal.
3.
Motor penggerak prescetak memiliki torsi dan rotasi yang kecil
Pengmatan ini dilakukan berdasarkan dari hasil pengujian seperti yang ditunjukan tabel 8 dan tabel 9. Kurangnya torsi pada motor penggerak konveyor mengakibatkan kerja konveyor menjadi lambat sehingga dalam menghantarkan wadah tanah ke bawah prescetak terkesan membutuhkan waktu yang lama.Wadah yang digunakan untuk meletakkan tanah yang akan dipres juga memiliki volume yang kecil, sehingga cetakan yang dihasilkanpun sedikit. Ada 3 solusi yang harus dilakukan bila menginginkan hasil cetakan mengggunakan mesin pencetak batu bata lebih maxsimal, diantaranya: 1.
Memperbesar wadah cetakan. Wadah yang digunakan harus memiliki daya tampung tanah yang lebih banyak. Penyesuaian pengepresnya juga harus dilakukan agar tidak terlalu banyak tanah yang terbuang keluar.
2.
Mempercepat gerak konveyor. Motor konveyor yang digunakan harus memiliki torsi dan kecepatan putaran
55
(RPM) yang tinggi karena dengan semakin cepatnya konveyor berputar maka semakin cepat pula proses pengepressan terjadi. Juga beban yang di jalankan tentunya akan semakin berat karena wadah yang digunakanpun harus lebih besar oleh karena itu torsi motor konveyor harus besar. 3.
Memperbesar torsi dan kecepatan motor pres cetak. Untuk mempercepat pengepresan batu bata menggunakan enggkol mulai dari titik mati atas (TMA) dan kembali ketitik mati atas. Motor yang digunakan harus benar-benar memiliki torsi dan kecepatan yang tinggi. Hal dilakukan karena dengan semakin besarnya wadah yang digunakan untuk meletakkan tanah maka tekanan yang digunakan untuk mengeprespun harus besar.
b.
Bagaimana bila pengoprasian Mesin Pencetak Batu Bata ini menggunakan PLC? Pengoprasian Mesin Pencetak Batu Bata menggunakan PLC
memang sangat membantu secara perawatan, software/program serta, aplikasi kedalam mekanik atau kendali bebannya tetapi tidak secara ekonomis bila dibandingkan dengan magnetic contactor. PLC memiliki keunggulan yang sangat banyak bila dibandingkan dengan magnetic contactor contoh kecilnya adalah timer dan conter tetapi dengan keunggulan yang sangat banyak tersebut PLC juga memiliki reputasi harga yang tidak murah dalam penggunaan sebagai
56
pengoprasi mesin industri rumah tangga bila dibandingkan dengan apa yang dihasilkan dari komponen tersebut. Dengan kata PLC tidak begitu cocok digunakan untuk Simulasi Mesin Pencetak Batu Bata karena harganya sangat mahal dan tidak sebanding dengan produksi yang dihasilkan.
BAB IV PENUTUP A.
KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengujian dan pembahasan, dapat disimpulkan bahwa Simulasi Mesin Pencetak Batu Bata Berbasis PLC Belum mampu menjadi solusi dalam mengatasi kurangnya pasokan batu bata seiring dengan semakin meningkatnya pembangunan. Kurang maksimalnya hasil pencetakan batu bata menggunakan Simulasi Mesin Pencetak Batu Bata ini dikarenakan hal-hal sebagai berikut: 1.
Wadah cetakan yang digunakan untuk meletakkan tanah kurang besar sehingga volume yang terdapat dalam madah cetakan kurang begitu banyak sehingga hasil cetakan dalam satu kali cetak sedikit.
2.
Motor yang digunakan untuk menggerakkan konveyor dan motor yang digunakan untuk mengepres kurang memiliki torsi dan kecepatan yang tinggi sehingga proses pencetakan terkesan lambat.
Bila dimungkinkan kedua hal diatas dapat terpenuhi maka diyakini hasil dari cetakan menggunakan Simulasi Mesin Pencetak Batu Bata Berbasis PLC akan jauh lebih banyak bila dibandingkan dengan pembuatan batu bata secara manual.
B.
Saran Kelemahan yang terdapat dalam Simulasi Mesin Pencetak Batu Bata Berbasis PLC ini kiranya menjadikan sebuah pemikiran bagi pembaca khususnya mahasiswa dalam mencari ide baru agar mesin ini dapat bekerja secara maksimal dan dapat dipergunakan untuk menunjang hasil produksi batu bata yang selama ini dirasa masih sangat kurang.
56
DAFTAR PUSTAKA
Omron. 1997. Smaliest PLC In The Sysman.C.C Series CPM1A Training Manual One-4. PT. Centerindo Wirandinamika. Bandung Omroni. 1997. Pengenalan PLC Programable Logic Controller (Sysmac.C.Series) PT. Mandala Adhiperkasa Sejati. Semarang Bambang Soepatah dan Soeparno. 1987. Mesin Listrik. Jakarta: Depdikbud. Dirdikmenjur Sumanto. 1991. Mesin Arus Searah. Andi Offset. Yogya Kadir Abdul. 1983. Mesin Serempak. Djembatan. Jakarta Frangk D Petruzela. 2002. Elektronika Industri . Yogyakarta Andi Offset
