AUTOMATIC CUP SEALER MENGGUNAKAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL Slamet Winardi
Prodi Sistem Komputer – Universitas Narotama
[email protected] ABSTRAK Automatic Cup Sealer yang berbasis Programmable Logic Controller (PLC). Dengan adanya suatu kontrol sistem yang canggih dan modern, sehingga dapat menghasilkan suatu hasil yang lebih cepat, efisien, baik dari segi kualitas, waktu, maupun tenaga pada proses produksi minuman dalam kemasan gelas plastik. Kami telah melakukan survey dibeberapa tempat penjualan minuman dalam kemasan gelas plastik . Kami ingin membuat Skripsi tentang Miniatur Automatic Cup Sealer secara sederhana serta software (ladder diagram) untuk PLC sebagai pendukung utamanya. Sehingga dengan demikian kita dapat mengetahui sistem kerja, menganalisa program dan cara mengatasi permasalahan yang ada pada Mesin Automatic Cup Sealer. Kata Kunci : Programmable Logic Controller (PLC), Automatic Cup Sealer, perangkat lunak
1. Latar Belakang Dewasa tersedia
ini,
alumunium, minuman dalam kemasan semakin
produk
kemasan,
dipasaran
banyak
gelas yang terbuat dari plastik.
minuman
dalam
Hasil produksi minuman dalam
banyak
sekali
kemasan gelas plastik dari industri
ditawarkan berbagai produk minuman
rumah tangga/ industri
kecil kualitas
dalam
nya
hal
kemasan dengan
berbagai
kurang
bagus,
tersebut
ukuran dan berbagai bentuk sesuai
dikarenakan dalam proses produksinya
dengan
masih menggunakan mesin –
keinginan
dan
kebutuhan
mesin
konsumen , misal minuman dalam
manual seperti contoh : saat proses
kemasan botol yang terbuat dari kaca,
pengisian cairan dalam gelas plastik,
minuman dalam kemasan botol
pengisian
yang
dilakukan
menuangkan
kemasan
dalam gelas plastik, sehingga antara
yang
terbuat
dari
secara
cara
terbuat dari plastik , minuman dalam kaleng
cairan
dengan
manual
gelas plastik yang satu dengan yang lain
Jurnal Monitor, Vol. 2, No. 2, Juli 2013
terkadang volume cairan nya tidak sama,
saat
proses
Salah satu perkembangan teknologi
packaging/
elektronika adalah ditemukannya PLC,
penutupan gelas, menggunakan alat
yang digunakan sebagai sebuah sistem
pemanas plastik manual, sehingga hasil
kontrol. Hampir semua peralatan yang
nya terkadang ada yang belum tertutup
dipakai
sempurna.
menggunakan sistem kontrol. Proses
pada
industri-industri
besar
Sehingga dalam penelitian ini akan
pencampuran cairan sampai proses
dirancang dan dibuat alat untuk proses
pengepakan barang merupakan contoh
produksi
penggunaan sistem kontrol automatis
minuman
dalam
kemasan
ini(Murti, 2004).
gelas plastik secara otomatis, dimana alat
tersebut
pusat
menggunakan
pengontrolnya
sebuah
Static forklift 3 derajat kebebasan,
PLC
mampu mengangkat dan meletakkan
(Programmable Logic Controller) tipe
barang
Keyence KV-24T, sehingga dengan alat
dijangkau. Dengan PLC, alat ini lebih
ini diharapkan akan dapat memperbaiki
mudah dioperasikan(Mulyasari, 2003).
proses
produksi
minuman
pada
tempat
yang
susah
dalam
Pesatnya perkembangan teknologi
kemasan gelas plastik yang digunakan
menghasilkan berbagai penemuan dan
pada industri rumah tangga/ industri
terobosan-terobosan
kecil.
kontrol yang semakin lama semakin
dalam
bidang
Dengan adanya Prorammable logic
banyak membantu dan mempermudah
control (PLC) yang didalam nya terdapat
pekerjaan manusia. Dengan adanya
timer,
relay dan didukung
perkembangan
program leader diagram yang mudah
mikrokomputer,
dipahami juga terdapat port input output
sebuah alat atau piranti dari pabrik
(I/O) yang dapat dihubungkan ke motor
dapat dibangaun dengan menggunakan
dan sensor secara mudah maka dapat
PLC
dibuat suatu alat otomatis pada proses
(Trahadhi, 2005).
counter,
produksi
minuman
dalam
kemasan
system
(Programmable
Dari
gelas plastik.
tentang
uraian
teknologi kontrol
Logic
diatas,
dari
Control) ternyata
penelitian yang kami lakukan berbeda dengan penelitian sebelumnya. 2.2 Uraian Umum
2.1 Tinjauan Pustaka 38
Slamet W. : Automatic Cup Sealer Berbasis …..
Penelitian
dengan
“ AUTOMATIC
judul
gelas plastic ,fungsi dari lobang ini
SEALER
berguna untuk meletakkan gelas plastic
Masalah yang
yang akan melalui beberapa tahap, plat
CUP
MENGGUNAKAN PLC”
perlu diperhatikan adalah penggunaan
yang
PLC
Buckets.
sebagai
prosessor,
masukan
berlobang
selanjutnya
disebut
berupa saklar mekanis, saklar jarak, sensor proximity capasitif dan proximity
2.2.3 Dispenser
induktif, keluaran berupa kontak relay
Suatu system yang digunakan
yang terhubunag dengan motor-motor
untuk meletakkan gelas plastic yang
Dc, Solenoida, rangkaian elektronik, dan
masih kosong pada awal proses atau
lain
tahap
sebagainya.
Adapun
landasan
teorinya sebagai berikut :
kita
sebut
dengan
Dispenser, fungsi dari dispenser adalah gelas
2.2.1
pertama plastic
yang
masih
kosong
Conveyor
disusun secara vertical dengan ukuran
Conveyor adalah suatu mesin
tertentu dan diletakkan pada dispenser,
yang didesain yang berfungsi sebagai
pada saat mesin di start dispenser akan
pengangkut atau sebagai sarana untuk
membagi gelas palstik yang masih
memudahkan membawa gelas plastic
kosong kedalam bucket-bucket yang
yang masih kosong untuk di proses
tersedia dalam konveyor.
dalam
mesin,
dengan
conveyor
sensor-sensor
dilengkapi
untuk
dapat
2.2.4
berhenti pada posisi yang tepat saat tahap-tahap
tertentu.
Conveyor
Filler Tempat bahan atau cairan yang
ini
akan dimasukkan kedalam gelas plastic
digerakkan oleh satu buah motor yang
kita sebut sebagai Filler, pada tahap ini
bergerak searah.
pengisian cairan dilakukan dengan cara memompa bahan atau cairan kedalam
2.2.2
Buckets Pada
mesin
gelas plastic yang sudah terdapat pada Automatic
Cup
bucket, pada tahap ini terdapat sensor
Sealer desain konveyor berupa dua
yang
buah rantai yang diletakkan sejajar dan
tidaknya
pada sisi tengahnya dipasang suatu plat
kosong pada bucket. Sensor tersebut
yang berlobang sesuai dengan lobang
berupa 39
dapat
mendeteksi
gelas sensor
plastic
ada yang
jarak yang
atau masih dapat
Jurnal Monitor, Vol. 2, No. 2, Juli 2013
mendeteksi
adanya
gelas
plastic
(Proximity capasitive).
(Optocoupler)
yang
menghentikan
motor
plastic 2.2.5
Sealer
sudah
tepat
berfungsi saat
untuk
lembaran
berada
diatas
buckets.
Gelas plastic yang sudah terisi bahan atau cairan akan dibawa oleh
2.2.7 Struktur PLC
konveyor menuju tahap Sealer. Pada
PLC merupakan minimum sistem
tahap ini gelas plastic akan ditutup
seperti
dengan lembaran plastic dan dipres oleh
yang terbagi 4 komponen utama yaitu :
pemanas yang selanjutnya kita sebut
-
Interface Input
sebagai sealer. Pada tahap ini sealer
-
Interface Output
dilengkapi
solenoid
-
Central Processing Unit (CPU)
penekanan dan temperature control.
-
Unit Memory
Fugsi
dengan
dari
heater,
heater
adalah
halnya
Microcontroller
biasa
untuk
memanaskan plat penekan gelas dan memanaskan pisau pemotong plastic lembaran.
Solenoid
berfungsi
untuk
menurunkan penekan dan pemotong tepat pada bucket. Temperature control berfungsi untuk menjaga suhu agar tetap pada seting suhu tertentu. Pada
Gambar 1. Struktur Organisasi PLC
tahap ini juga dilengkapi dengan sensor jarak yang dapat mendeteksi adanya
Gambar diatas menunjukkan antara
gelas plastic (Proximity capasitif).
tiap-tiap komponen ini. Arus informasi dalam PLC akan mengikuti jalur yang
2.2.6
sederhana serupa yang ditunjukkan
Roll Film Lembaran
sebagai berikut :
plastic
yang
tahap
sealar
-
CPU akan membaca unit memori
ditempatkan pada roll yang selanjutnya
-
Memeriksa status antar muka input
kita sebut dengan Roll Film. Pada tahap
-
Memperbarui
digunakan
ini
pada
dilengkapi
dengan
motor
status
antar
output.
yang
berguna untuk menggerakkan plastic 2.2.8 PLC Keyence KV-24T
dan dilengkapi dengan sensor jarak 40
muka
Slamet W. : Automatic Cup Sealer Berbasis …..
Sesuai dengan majunya dunia
fasilitas yang lain yang dimiliki PLC jenis
industri, maka sejalan pula dengan perkembangan Dan
salah
macam
satu
alat
digunakan.
dunia
pengontrollan.
diantara sekali
3.1 Blok Diagram
berbagai
pengontrollan
Banyak
Keyence dapat dilihat pada lampiran.
Proses
yang
mengetahui
macam-
Simens,
Keyence,
Mistubishi,
mesin mesin
daur ulang biji plastik. Alat miniatur ini
OMRON,
TOSHIBA
kerja
dengan membuat alat miniatur
jumpai di pasaran, misalnya produk Bradly,
system
untuk
Automatic Cup Sealer ini dilakukan
macam produk dari PLC yang kita Allan
penelitian
memang tidak sama persis dengan
dan
system yang sebenarnya tapi system ini
masih banyak lagi.
hanya
Dalam satu produk itu sendiri
digunakan
pembelajaran.
untuk
proses
Adapun
diperlihatkan
jalannya
masih terdapat pula berbagai macam
penelitian
pada
blok
jenis type-typenya, sehingga dari sinilah
diagram dan diagram alir seperti yang
dapat kita ketahui kualitas-kualitas dari
dinyatakan dalam gambar 2.
masing-masing produk dan jenis dari PLC itu sendiri. Karena dari type-type
Motor Conveyor
inilah kita ketahui fasilitas-fasilitas yang
sensor
Solenoida Dispenser
telah disediakan oleh PLC tersebut. Diantara telah
produk-produk
disebutkan
diatas,
yang
Pompa filler
PLC
penulis
Solenoid Sealer switch
menggunakan PLC buatan KEYENCE
Motor Roll Film
dengan type KV-24T dimana hal ini berarti PLC tersebut memiliki 24 input
Gambar 2. Blok Diagram Mesin
dan output (I/O). Yang dibagi dalam 16
Automatic Cup Sealer
input dan 8 output, alamat input dimulai dengan angka 000 sampai dengan 015
3.1.1 Masukan/Input
dan alamat output dimulai dengan 500
Terdapat
sampai dengan 507, semua alamat output
menggunakan
output
jelas
lagi
mengenai
masukan/input
yaitu switch dan sensor. switch dan
type
sensor
transistor. Sedangkan untuk mengetahui lebih
dua
ini
nantinya
memberikan
masukan pada PLC sebagai system
fasilitas41
Jurnal Monitor, Vol. 2, No. 2, Juli 2013
utama. switch yang digunakan disini
sebelumnya. Unit ini terdiri dari unit-unit
merupakan tombol start, tombol dan
lain yang merupakan actuator
sensor
disini
mesin automatic cup sealer, unit ini
induktif
terdiri dari lima urutan kerja, yaitu:
dan sensor jarak
conveyor, dispenser, filler, sealer, roll
capasitif (Proximity capasitif) dan juga
film. Pada masing masing urutan kerja
sensor Optocoupler. Output dari PLC
output dari PLC menggerakkan actuator
Keyence KV-24T merupakan output
untuk
type transistor, sehingga memerlukan
secara teratur.
yang
merupakan
digunakan
sensor
(Proximity induktif)
jarak
dapat
menyelesaikan
dari
proses
relay-relay untuk dapat menggerakkan beban motor, solenoid dengan arus
3.2 Variabel dan Analisa Data
yang yang lebih besar.
Sebagai
variable
penelitian
adalah proses jalannya operasi mesin 3.1.2 Proses
Automatic cup sealer dengan dikontrol
Unit ini merupakan bagian utama
oleh PLC, variabel yang diteliti disini
karena dalam unit ini data masukan
adalah variabel yang merupakan output
akan di proses dan diarahkan sesuai
dari
dengan keinginan pemrogramnya. Unit
menggunakan fasilitas komunikasi serial
ini dipengaruhi dan dikendalikan oleh
yang terdapat pada modul LADDER
programmer sebagai control dari system
BUILDER FOR KV Program dalam
ini.
rangkaian-
proses transfer data dari PC ke PLC.
rangkaian elektronik yang rumit dan
Analisa data ini tidak akan sama dengan
kompleks. Saat suatu perintah diberikan
analisa data dengan menggunakan alat
ke unit ini, maka perintah itu akan
yamg sebenarnya,
diterima dan diterjemahkan, kemudian
dikarenakan keterbatasan bahan yang
dipecahkan kedalam kode-kode tertentu
dipakai dan peralatan yang digunakan.
dan
Unit
ini
terdiri
kode-kode
dari
tersebut
sistem.Perangkat
lunak
ini
diteruskan
kesistem lain sebagai perintah untuk
3.3
melaksanakan tugas yang diterimanya.
Flowchart Untuk
pembuatan 3.1.3 Keluaran/Output
mempermudah perangkat
lunak
mesin
Automatic Cup Sealer menggunakan
Unit ini merupakan hasil yang
PLC,
diperoleh dari pengolahan data dari unit
untuk 42
diperlukan panduan
sebuah dalam
flowcahart proses
Slamet W. : Automatic Cup Sealer Berbasis …..
pembuatan program. Adapun flowchart
start
proses mesin Automatic Cup Sealer
tekan tombol ON
menggunakan PLC pada penelitian ini ditunjukkan oleh gambar 3.
conveyor jalan
Cara kerja mesin Automatic Cup Sealer menggunakan PLC yang terlihat
sensor gelas 1
pada gambar flowchart adalah Pada
t
y
proses awal gelas plastik yang sudah
isi bahan atau cairan
tersedia disusun secara vertical dan diletakkan pada sebuah tempat yang
sensor gelas 2
telah disediakan pada system dengan
t
y
nama dispenser, gelas palstik yang
sealer
sudah tersedia akan turun satu-persatu
Roll film
secara otomatis tepat pada lobang-
selesai
lobang yang terdapat pada conveyor. Selanjutnya gelas yang sudah tersedia pada
konveyor
akan menuju
Gambar 3. Flowchart Sistem
pada
proses kedua, pada proses ini terdapat
4. Hasil Penelitian
sensor gelas plastic yang menandakan
Setelah
perancangan
dan
bahwa ada atau tidaknya gelas pada
pembuatan alat selesai maka langkah
konveyor, jika konveyor telah terisi gelas
selanjutnya adalah melakukan suatu
sensor akan ON dan menggerakkan
pengujian pada alat secara keseluruhan,
pompa
tujuan dari pengujian ini adalah untuk
pengisian
bahan,
dan
jika
konveyor belum terisi gelas plastic
mengetahui
sensor dalan keadaan OFF dan pompa
perangkat lunak dan perangkat keras
pengisian bahan tidak akan bergerak,
dapat bekerja. Pengujian yang dilakukan
hal ini sangat menguntungkan karena
disini meliputi perangkat keras dan
bahan tidak terbuang
perangkat lunak. Disini pengujian yang
dan conveyor
tetap bersih.
sejauh
mana
terhadap
realisasi
telah
dilakukan
perangkat
keras
adalah pertama-tama dengan
merangkai terlebih dahulu rangkaian yang telah direncanakan. Setelah itu 43
Jurnal Monitor, Vol. 2, No. 2, Juli 2013
memberi rangkaian dengan tegangan
sebuah mesin Automatic Cup Sealer
yang telah ditentukan, dari sini dapat
secara
dilihat karakter dari rangkaian yang telah
kebanyakan,
direncanakan.
apabila akan diterapkan pada system
nyata
pada dimana
industri-industri pada
alat
ini
Jika rangkaian perangkat keras
yang dapat bekerja maksimal, untuk
telah terkoneksi secara keseluruhan
mekanik harus menggunakan bahan
selanjutnya
prosedur
baja tahan karat, dan untuk motor-
menjalankan
motornya menggunakan motor Ac yang
rangkaian yang telah kita buat. Analisa
dapat bekerja dengan baik. Sistem
yang digunakan adalah pada program
kelistrikan, sofware dan wiring PLC
Leader Diagram PLC yang digunakan
dapat diterapkan secara nyata, karena
untuk
dalam
operasional
kita
lakukan
untuk
mengoperasikan
rangkaian
penelitian
perangkat kerasnya. dan juga seperti
memfokuskan
yang
dan
telah
dijelaskan
pada
bab
ini
penulis
lebih
perancangan
sofware
kelistrikan
daripada
wiring
sebelumnya bahwa PLC Keyence Type
perancangan mekanik. Untuk mesin
KV-24T mengunakan program Leader
Automatic
Builder yang dapat kita tulis lewat PC
memproduksi minuman dalam kemasan
dan ditransfer dengan menggunakan
plastik dengan berbagai ukuran dapat
serial com yang terhubung langsung
kita lakukan dengan mensetting tinggi
dengan PLC.
dan rendah sensor gelas plastik tanpa harus
4.1
Hasil Perancangan Alat Hasil
pembuatan
Cup
Sealer
mengganti
yang
buckets
dapat
pada
konveyor. Untuk mesin Automatic Cup
dari
perancangan
alat
dari
penelitian
dan
Sealer yang dapat bekerja dengan
ini
kapasitas yang lebih besar kita dapat
berupa sebuah mesin Automatic Cup
menambahkan
Buckets,
konveyor,
Sealer , dimana sistem disini adalah
dispenser, filler dengan yang lebih besar
suatu alat yang dapat bekerja secara
tanpa merubah software dan wiring
otomatis pada proses produksi minuman
pada PLC.
dalam kemasan gelas plastik, system disini akan dapat memperbaiki kualitas
4.2 Pembahasan
produksi dan efisiensi waktu. Alat yang
Pembahasan yang digunakan pada
telah dibuat tidak dapat dioperasikan
penelitian ini adalah analisa Ladder
secara
Diagram
maksimal
seperti
layaknya 44
yang
digunakan
untuk
Slamet W. : Automatic Cup Sealer Berbasis …..
mengoperasikan rangkaian hardware. PLC
jenis
KEYENCE
KV-24T
menggunakan Ladder Diagram untuk program utama. Ladder diagram ini disusun melalui perangkat komputer dengan menggunakan software yang dikeluarkan oleh KEYENCE yaitu ledder
builder for KV. Dalam on-line program, komputer disambungkan ke PLC secara langsung melalui programming port, komputer link port atau network card. Saat software on-line, beberapa program yang dibuat, diedit,
dimodifikasi,
disimpan
dalam
memori PLC (RAM / EEPROM). 4.2.1 Pengujian Sofware PLC Gambar 5. ladder diagram
Pada Gambar 5. dapat kita lihat struktur dari diagram ladder utama dari
4.2.2 Pengujian Hardware
proses mesin Automatic Cup Sealer.
Untuk
Dalam diagram ladder tersebut dapat
pernagkat
automatic
keras
cup
dari
diketahui proses kerja dari PLC yaitu
mesin
untuk mengatur sensor-sensor, saklar
menggunakan
dari mesin yang menjadi inputan dari
rangkaian yang perlu diuji meliputi
PLC yang dimulai dengan agka 0000
rangkaian catudaya, desaian mekanik
sampai 0015 dan outputan dari PLC
dan peletakan sensor pada mekanik.
PLC
ada
sealer beberapa
yaitu yang dimulai dengan angka 0500 4.2.2.1 Rangkaian Catudaya
sampai 0507 .
Beberapa
sumber
tegangan
untuk beban tersebut dapat dibangun suatu
rangkaian
sumber
tegangan
dengan inputan tegangan AC pada sisi primernya sebesar 220 V dan keluaran 45
Jurnal Monitor, Vol. 2, No. 2, Juli 2013
pada sisi sekundernya adalah sebesar 12 Vac ,15Vac, dan 25Vac, dengan menggunakan Trafo penurun tegangan 5ACT
.
tegangan
ini
kemudian
disearahkan oleh duah buah dioda dan lebih
distabilkan
dengan
capasitor
elektrolit, capasitor ceramic sebagai filter dan menggunakan IC regulator tegangan .
Gambar 6. Rangkaian Catu Daya
4.2.2.2 Perancangan Mekanik Langkah awal dari perancangan Gambar 7. Mekanik Cup Sealer
alat adalah membuat sebuah miniature Automatic Cup sealer. Bentuk dari atau
5.1 Kesimpulan
posisi letak setiap bagian mesin dari
Setelah pembuatan dan beberapa
system diletakkan sesuai dengan bentuk aslinya.
Bentuk
dari
alat
percobaan alat ini selesai dilakukan
simulasi
dapat diketahui bahwa :
Automatic Cup Sealer ditunjukkan oleh
1. Waktu yang dibutuhkan untuk
gambar 7.
proses 8 detik untuk satu gelas plastik atau 450 gelas / jam. 2. Bahan yang dapat diisikan pada tangki maksimal 15 liter.
46
Slamet W. : Automatic Cup Sealer Berbasis …..
3. Gelas plastik yang dapat diproses
[6] Afgianto Eko Putra, 2002. Penapis
maksimal 100 gelas tiap satukali
Aktif Elektronika Teori dan Praktek.
proses.
Penerbit Gava Media, Yogyakarta.
4. kapasitas roll film maksimal 1000
[7] William
Bolton,
1996.
Programmable Logic Control(PLC)
meter tiap satukali proses.
Sebuah
5. Hanya dapat digunakan untuk produksi gelas volume 240mL.
pengantar.
Penerbit
Erlangga, Jakarta.
6. Perlu 1 Orang operator untuk
[8] Emsatech
Education
Division,
2005. Programmable Logic Control
proses produksi.
(PLC) Programing and Aplication
Dengan alat Automatic Cup Sealer ini mampu untuk menggantikan alat Cup
Training.
Sealer manual dan dapat mempercepat
Electronic Engineering, Surabaya.
proses produksi. 6
Referensi
[1] A.T, Shobirin,2003. Modul Praktek
PLC. PT. Bukaka Teknik Utama, Bogor. [2] Petruzella,
Frank
.D,
2001.
Elektronik Industri, Diterjemahkan oleh Sumanto,
Penerbit ANDI,
Yogyakarta. [3] Budiyanto, M & Wijaya, A, 2003.
Pengenalan dasar-dasar PLC ( dengan contoh-contoh aplikasinya). Penerbit Gava Media, Yogyakarta. [4] Afgianto Eko Putra, 2004. PLC
Konsep pemograman dan Aplikasi. Penerbit Gava Media, Yogyakarta. [5] Suhendar,
2005.
Programmable
Logic Control. Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta. 47
Laboratory
of
ITATS
