BAB III PERANCANGAN
3.1 Perancangan Sebelum membuat suatu alat atau system, hal utama yang dilakukan adalah melakukan perancangan yang dilakukan dengan memahami cara kerja alat atau system serta sifat dan karakteristik komponen (peralatan) yang digunakan dalam pembuatan alat. Hal ini dilakukan dengan memahami membaca data sheet, buku manual, buku penunjang , serta materi penunjang lainya. Perancangan
system
searching
dan
data
logging
pada
gudang
penyimpanan secara umum dapat dilihat pada blok diagram berikut :
Power Suply
HMI (Human Machine Interface)
Commu nication Device
PLC
Output Device
Relay
Lamp Indicat or
Gambar 3.1 Blok Diagram Searching dan logging data dengan menggunakan PLC dan HMI Pada blok diagram diatas dapat dilihat bahwa tempat penyimpanan data yang digunakan adalah sebuah PLC dengan mengunakan HMI Touch screen
30
sebagai interface user sebagai tempat input dan output data, serta sebuah lampu sebagai indikator tempat hasil pencarian data. Untuk merancang alat searching dan data logging dengan menggunakan PLC ini, dilakukan dalam tiga tahapan, yaitu : 1. Pemilihan PLC 2. Perancangn Software 3. Perancangan Hardware 3.2Pemilihan PLC Pemilihan PLC dengan brand LS yang digunakan yaitu berdasarkan jumlah I/O yang dibutuhkan, besarnya jumlah memory latching yang dibutuhkan untuk penyimpanan data, dimana pada perancangan ini diperuntukkan untuk gudang penyimpanan barang dengan lemari penyimpanan berjumlah 56 buah lemari, sehingga lampu indikator yang dibutuhkan adalah 56 buah. Dengan data tersebut, jumlah output yang dibutuhkan adalah 56 buah port output dengan tipe relay output. Untuk pemilihan berdasarkan besaran memory latching yang dibutuhkan yaitu dengan mengetahui data yang akan disimpan pada PLC. Pada gudang penyimpanan tersebut, nama yang akan disimpankan terdiri dari 4 digit huruf sebagai kode barang, 9 digit angka sebagai ukuran barang dan 4 digit gabungan angka dan huruf sebagai type barang, Alamat penyimpanan yang terdiri dari 2 huruf sebagai nama lemari, 1 digit angka untuk alamat kolom lemari, 1 digit angka untuk alamat baris lemari dan 5 digit angka sebagai jumlah barang yang disimpan, serta masing masing kotak lemari (baris,kolom) dapat menyimpan 15 nama barang yang berbeda. 31
Dengan data nama barang, alamat penyimpanan, jumlah penyimpanan dan banyaknya jumlah nama barang yang dapat disimpan dalam 1 kotak lemari sebesar 15 nama barang, maka kita bisa menentukan jumlah memori latching yang dibutuhkan PLC, yaitu dengan mengkonversi kebutuhan tersebut kedalam bit data, yaitu dengan table berikut : Tabel 3.1 Tabel konversi angka dan huruf ke memory Data
Bit memory
Keterangan
4 digit huruf
4 x 8bit = 32 bit (4 byte/2 word)
Nama Barang
9 digit angka
32 bit
Ukuran barang
4 digit gabungan angka
4 x 8bit = 32 bit (4 byte/2 word)
Jenis Barang
2 x 8 bit = 16 bit (2 Byte/1
Nama lemari
word)
penyimpanan
2 x 4 bit = 8 bit (1 byte) = 1
Baris dan kolom
word
penyimpanan
16 bit
Jumlah barang
dan huruf 2 digit huruf
2 digit angka
5 digit angka
yang disimpan
Berdasarkan data table diatas, maka dapat dihitung memori yang dibutuhkan untuk menyimpan 1 jenis barang, yaitu dengan contoh penyimpanan berikut : Nama barang
: ABCD-180180180-AB1A (Part number barang)
Disimpan dilemari
: AA-1-1 ( Lemari AA baris 1 kolom 1)
Disimpan sebanyak
: 1000 buah (Banyaknya barang yang disimpan) 32
Data ABCD membutuhkan memori 32 bit, angka 180180180 membutuhkan memori 32 bit, gabungan angka dan huruf AB1A membutuhkan data 32 bit, AA akan digabung dengan 1-1 membutuhkan memori 32 bit dan 1000 membutuhkan data 16 bit ( karena data akan disimpan dalam bentuk array, maka data akan digunakan 32 bit ). Jadi dari penyimpanan dari satu part number barang dibutuhkan data sebanyak : 32 bit+32 bit+32 bit+32 bit+32 bit = 160 bit (10 byte/10 word) Dengan asumsi awal pemakaian lebar bit memori yang dipakai untuk menyimpan satu jenis barang adalah sebesar 160 bit (10 byte/10 word) maka dengan jumlah ruang penyimpanan sebanyak 56 lemari dengan dengan ukuran kolom dan baris yang berbeda seperti yang terdapat pada table berikut : Tabel 3.2 Data Nama dan ukuran lemari yang akan disimpan Nama lemari
Jumlah
Jumlah Baris
Total penyimpanan lemari
Kolom AA dan AN
3
7
21
AB-AM
4
7
28
AO-AZ
5
4
20
BA-BB
3
3
9
BC-BO
4
3
12
CA
3
2
6
CB
3
4
12
DA-DL
4
2
8
33
Dari data table diatas maka kita dapat menentukan berapa banyak bit memory latching yang dibutuhkan sebagai area penyimpanan nama, tempat dan jumlah barang yang dibutuhkan pada tempat penyimpanan gudang dengan jumlah lemari penyimpanan sebanyak 56 buah , dimana pada masing masing kotak (kolom,baris) dapat disimpan maximal 15 jenis barang yang berbeda. Untuk perhitunganya, secara sederhana dapat dibuat sebagai berikut : 1. Lemari AA dan AN Lemari ini terdiri berukuran 3x7 atau berarti memiliki jumlah kotak sebanyak 21 buah, dengan jumlah lemari tipe ini ada dua buah (AA dan AN) maka total kotaknya adalah 42 buah, dengan masing-masing kotak dapat diisi dengan 15 jenis barang yang berbeda, maka dapat dicari jumlah memori yang digunakan dengan mengkalikan jumlah maksimum kotak dengan besaran memory yang dibutuhkan untuk satu jenis barang sebagai berikut : (3x7x2x15)x 160 bit = 100.800 bit Jadi total memori yang dibutuhkan untuk data memory latching pada lemari AA dan AN adalah sebanyak 100.800 bit. 2. Lemari AB-AM Lemari ini terdiri berukuran 4x7 atau berarti memiliki jumlah kotak sebanyak 28 buah, dengan jumlah lemari tipe ini ada dua belas buah (AB sampai
AM) maka total kotaknya adalah 336 buah, dengan masing-
masing kotak dapat diisi dengan 15 jenis barang yang berbeda, maka dapat dicari jumlah memori yang digunakan dengan mengkalikan jumlah
34
maksimum kotak dengan besaran memory yang dibutuhkan untuk satu jenis barang sebagai berikut : (4x7x12x15)x 160 bit = 806.400 bit Jadi total memori yang dibutuhkan untuk data memory latching pada lemari AB sampai AM adalah sebanyak 806.400 bit. 3. Lemari AO-AZ Lemari ini terdiri berukuran 5x4 atau berarti memiliki jumlah kotak sebanyak 20 buah, dengan jumlah lemari tipe ini ada dua belas buah (AO sampai AZ) maka total kotaknya adalah 240 buah, dengan masing-masing kotak dapat diisi dengan 15 jenis barang yang berbeda, maka dapat dicari jumlah memori yang digunakan dengan mengkalikan jumlah maksimum kotak dengan besaran memory yang dibutuhkan untuk satu jenis barang sebagai berikut : (5x4x12x15)x 160 bit = 576.000 bit Jadi total memori yang dibutuhkan untuk data memory latching pada lemari AO sampai AZ adalah sebanyak 576.000 bit. 4. Lemari BA-BB Lemari ini terdiri berukuran 3x3 atau berarti memiliki jumlah kotak sebanyak 9 buah, dengan jumlah lemari tipe ini ada dua buah (BA dan BB) maka total kotaknya adalah 18 buah, dengan masing-masing kotak dapat diisi dengan 15 jenis barang yang berbeda, maka dapat dicari jumlah memori yang digunakan dengan mengkalikan jumlah maksimum kotak dengan besaran memory yang dibutuhkan untuk satu jenis barang sebagai berikut : 35
(3x3x2x15)x 160 bit = 43.200 bit Jadi total memori yang dibutuhkan untuk data memory latching pada lemari BA dan BB adalah sebanyak 43.200 bit. 5. Lemari BC-BO Lemari ini terdiri berukuran 4x3 atau berarti memiliki jumlah kotak sebanyak 12 buah, dengan jumlah lemari tipe ini ada dua buah (AA dan AN) maka total kotaknya adalah 156 buah, dengan masing-masing kotak dapat diisi dengan 15 jenis barang yang berbeda, maka dapat dicari jumlah memori yang digunakan dengan mengkalikan jumlah maksimum kotak dengan besaran memory yang dibutuhkan untuk satu jenis barang sebagai berikut : (4x3x13x15)x 160 bit = 374.400 bit Jadi total memori yang dibutuhkan untuk data memory latching pada lemari BC sampai BO adalah sebanyak 374.400 bit. 6. Lemari CA Lemari ini terdiri berukuran 3x2 atau berarti memiliki jumlah kotak sebanyak 6 buah, dengan jumlah lemari tipe ini ada satu buah (CA) maka total kotaknya adalah 6 buah, dengan masing-masing kotak dapat diisi dengan 15 jenis barang yang berbeda, maka dapat dicari jumlah memori yang digunakan dengan mengkalikan jumlah maksimum kotak dengan besaran memory yang dibutuhkan untuk satu jenis barang sebagai berikut : (3x2x1x15)x 160 bit = 14.400 bit Jadi total memori yang dibutuhkan untuk data memory latching pada lemari CA adalah sebanyak 14.400 bit. 36
7. Lemari CB Lemari ini terdiri berukuran 3x4 atau berarti memiliki jumlah kotak sebanyak 12 buah, dengan jumlah lemari tipe ini ada satu buah (CB) maka total kotaknya adalah 12 buah, dengan masing-masing kotak dapat diisi dengan 15 jenis barang yang berbeda, maka dapat dicari jumlah memori yang digunakan dengan mengkalikan jumlah maksimum kotak dengan besaran memory yang dibutuhkan untuk satu jenis barang sebagai berikut : (3x4x1x15)x 160 bit = 28.800 bit Jadi total memori yang dibutuhkan untuk data memory latching pada lemari CB adalah sebanyak 28.800 bit. 8. Lemari DA-DL Lemari ini terdiri berukuran 4x2 atau berarti memiliki jumlah kotak sebanyak 8 buah, dengan jumlah lemari tipe ini ada dua buah (DA sampai DL) maka total kotaknya adalah 96 buah, dengan masing-masing kotak dapat diisi dengan 15 jenis barang yang berbeda, maka dapat dicari jumlah memori yang digunakan dengan mengkalikan jumlah maksimum kotak dengan besaran memory yang dibutuhkan untuk satu jenis barang sebagai berikut : (4x2x12x15)x 160 bit = 230.400 bit Jadi total memori yang dibutuhkan untuk data memory latching pada lemari DA sampai DL adalah sebanyak 230.400 bit. Dari data total memori diatas, maka akan didapat data keseluruhan besaran memory latching sebagai tempat penyimpanan yang dibutuhkan adalah sebesar :
37
Memori total=memori (AA dan AN + AB sampai AM + AO sampai AZ + BA dan BB + BC sampai BO + CA + CB + DA sampai DL Memory total = (100,800 + 806,400 + 576,000 + 43,200 + 374,400 + 14,400 + 28,800 + 230,400) bit = 2,174,400 bit = 271,800 byte atau 271,8 Kbyte Jadi PLC yang dibutuhkan untuk membuat system seperti ini yaitu PLC yang memiliki memory latching paling sedikit 272 Kbyte. Dengan mengetahui kebutuhan memory tersebut maka bias dilihat katalog PLC Merk LS yang memungkinkan untuk membuat sytem alat seperti ini, seperti yang terdapat pada tabel berikut : Tabel 3.3 Catalog PLC LS XGI Series
38
Dari data catalog PLC Merk LS dengan tipe XGI maka tipe CPU yang memungkinkan untuk digunakan dalam pembuatan alat ini adalah PLC XGICPUU, dimana pada jenis ini memiliki memori lacthing pada variable 256 Kbyte dan direct variable memory latching pada memory M sebesar 128 Kbyte jadi total memory latchingnya adalah sebesar 384 Kbyte, sehingga system yang membutuhkan memory latching 272 Kbyte dapat terpenuhi. 3.3
Perancangan Software Dalam perancangan software (Program) hal utama yang dibutuhkan adalah
pembuatan diagram alir kerja alat (flow chart) adapun diagram alir dari proses alat ini adalah :
39
MULAI
PILIH MODE
TIDAK
MODE = SEARCHING
YA
TIDAK
MODE = SAVING
MODE = LIST
YA
YA
TAMPILKAN HALAMAN SEARCHING
TAMPILKAN HALAMAN SAVING
TAMPILKAN HALAMAN LIST
INPUTKAN DATA
INPUTKAN DATA
INPUTKAN LOKASI LEMARI
TAMPILKAN DATA SEARCHING
SIMPAN DATA
TAMPILKAN LIST MEMORI
KEMBALI KE LAYAR UTAMA
TIDAK
YA
TIDAK END
Gambar 3.2 Flow chart program searching dan data logging Dari flow chart diatas, dapat kita lihat bahwa terdapat tiga mode penggunaan, yaitu mode searching (pencarian data yang telah diinputkan sebelumnya, mode saving ( penyimpanan data yang akan diinputkan ) dan mode listing ( tempat melihat barang yang telah diinputkan sebelumnya). Ketika pada mode list, maka pada layar akan ada pemilihan nama lemari , kolom dan baris yang harus diisi agar data ditampilkan sebanyak 15 buah, karena pada peralatan ini , satu kotak ( kolom,baris) dapat memuat atau tersedia ruang 40
penyimpanan sebanyak 15 jenis barang yang berbeda. Misalkan pengguna ingin melihat barang pada lemari AC pada kolom 1 dan baris 2 , maka user akan memasukkan data AC-1.2, maka akan muncul nama-ukuran-jenis dan jumlah barang yang ada di kotak tersebut. Ketika pada mode saving, maka pada layar akan ada kotak untuk memasukkan nama barang dengan format nama barang(4 digit angka)-ukuran barang ( 9 digit ukuran barang)-jenis barang (4 digit gabungan angka dan huruf)jumlah barang yang akan disimpan pada kotak lemari tersebut, lalu terdapat pesan alarm jika lokasi yang dipilih telah tersedia barang atau lokasi yang dipilih telah penuh, berupa pesan “this area unavailable” dan tampilan nama barang yang telah ada pada lokasi yang dipilih. Pada mode saving ini juga dilengkapi tompol pilihan apakah akan mengsave atau me replace, tombol save akan berfungsi jika pada alamat yang dituju tidak ada nama barang disitu, sedangkan tombol replace akan tetap menyimpan (menimpa) data yang baru pada lokasi yang dipilih, meskipun terdapat data lama dilokasi tersebut. Pada mode searching, maka akan ada kotak untuk input nama barang (4 digit angka)-ukuran barang (4 digit huruf)-jenis barang(4 digit gabungan angka dan huruf), ketika tombol search ditekan , maka system akan mencari nama barang yang diinputkan, dan jika ada data yang telah disimpan sebelumnya, maka data akan dikeluarkan pada kotak hasil pencarian berupa lokasi barang dan lampu indicator akan menyala untuk panduan user menuju lemari yang dituju. Serta adanya kotak untuk menambah dan mengurangi jumlah barang pada lemari tersebut.
41
Dalam perancangan software ini terbagi menjadi dua perancangan software, yaitu perancangan software interface HMI (Human Machine Interface) touchscreen dan software program PLC sebagai tempat penyimpanan data dan pengolahan data. 3.3.1Perancangan software HMI Touchscreen Pada perancangan software HMI Touchscreen, digunakan software XPBuilder, Dimana software ini digunakan untuk memprogram semua jenis HMI merk LS . XP
builder merupakan software buatan LS industrial system yang
berfungsi sebagai
alat pemrograman perangkat lunak untuk XGTPanel. Versi
terbaru XP builder yaitu XP builder 1.30(b33). Pada gambar 3.4 menunjukkan lambang dari software XP Builder.
Gambar 3.3 Lambang software XP-Builder Untuk memulai project baru pada XP-Builder, maka dapat dilakukan dengan langkah berikut : 1. membuka program XP-Builder dengan melakukan double klik logo XP-Builder seperti gambar 3.3 pada layar desktop computer (pastikan dulu aplikasi telah terinstall dikomputer) atau pada menu start-all program-lsis-XP-Builder. 2. Lalu pilih new project seperti pada gambar berikut
42
Gambar 3.4 Windows pemilihan project 3. Ketika create project dipilih, maka akan muncul popup windows berikut
Gambar 3.5 Windows New Project Setting Pada pop-up windows new project tersebut, maka pada jendela ini dilakukan setting pemilihan model HMI yang digunakan, lalu komunikasi yang digunakan dengan PLC (RS-232/RS-485/RS422)
43
4. Maka akan muncul jendela kerja seperti gambar berikut
Gambar 3.6 Layar utama tampilan XP-Builder Penjelasan menu tampilan : 1. Menu(a) Menu dasar untuk program. 2. Tools (b) Menyediakan metode mudah untuk menjalankan menu. Project window(c) 3.Menampilkan komponen yang dibuka dari proyek yang sedang dibuat. 4. Data view(d) Menampilkan informasi lokasi obyek dan angka. 5. Status Bar (e) Menampilkan keadaan XPbuilder, nama produk dari XGTPanel, 44
informasi dari PLC yang telah terhubung, lokasi pointer mouse dan lokasi dari ukuran obyek. mentransfer
Menampilkan progress bar selama
proses
atau menyimpan.
6. Tool box(f) Menyediakan alat yang dapat digunakan untuk memilih dan mengedit berbagai obyek. 7. Graphiclibrary (g) Memiliki berbagaimacam variasi gambar yang telah tersimpan dalam sistem library dan dapat digunakan sebagai latar gambardari figur atau obyek tersebut serta menyediakan library bagi pengguna yang mana bisa diperbarui, ditambahkan bahkan bisa dihapus bila diperlukan. 8. Object library(h) Menyediakan obyek yang sering digunakan dan kombinasi sebagai suatu system library serta menyediakan library bagi pengguna yang bisa ditambahkan atau dihapus bila diperlukan 9. Output bar (i) Terdiri dari kotak pesan yang menampilkan eror dan userinterface dan menampilkan kotak hasil pencarian. 10. Editing window(j) Window
dimana kita dapat mengedit obyek
dapat menampilkan padascreen properties. 45
dan figur serta
Pada menu layar utama XP-Builder dapat dibuat tampilan untuk interface user seperti screen berikut :
Gambar 3.7 Layar Searching Pada perancangan tampilan untuk mode searching
terdapat bit switch, bit lamp,
numerical input, numerical output, text input dan text display. Agar display bekerja dengan baik dan terhubung ke PLC, maka setiap action display harus diberi alamat seperti yang dapat dilihat pada gambar 3.8
46
Gambar 3.8 Layar saving Pada gambar 3.8 merupakan screen yang dirancang untuk melakukan penyimpanan data pada PLC berupa bit lamp, bit switch, text input, text display, numerical input dan numerical display.
47
Gambar 3.9 Layar list Pada gambar 3.10 merupakan screen yang dirancang untuk sebagai tampilan data untuk melihat data yang telah disimpan sebelumnya pada layar save screen. 3.3.2 Perancangan software PLC LS XGI Series Untuk membuat sebuah PLC menjadi suatu system yang kompleks, maka terlebih dahulu sebuah PLC itu harus deprogram dengan sebuah program yang yang antara software dan hardware harus compatible , disini XG5000 kompatible dengan PLC XGK,XGB,XGI dan XGT. XG5000 Merupakan software pemrograman PLC yang memiliki fitur yang sangat kompleks , soft ini merupakan software buatan LS Industrial System yang compatible pada system operasi windows (seven maupun XP ). Instruksi yang digunakanpun sama dengan instruksi yang ada pada software pemrograman lainya, baik pemrograman dengan ladder, maupun bahasa lainya 48
Software ini bisa digunakan untuk memprogram PLC produksi LS Industrial Systems seperti : 1. XGK Series dengan CPU seperti berikut : a) XGK-CPUH b) XGK-CPUS c) XGK-CPUA d) XGK-CPUE e) XGK-CPUU 2. XGB Series dengan CPU seperti berikut : a) XGB-XBMS b) XGB-DR16C3 c) XGB-DR32HL d) XGB-XBCE e) XGB-XBCS f) XGB-XBCH g) XGB-XECH 3. XGI Series dengan CPU seperti berikut : a) XGI-CPUU b) XGI-CPUH c) XGI-CPUS 49
d) XGI-CPUE e) XGI-CPUU/D 4. XGR Series dengan CPU sebagai berikut : a) XGR-CPUH b) XGR-Inc 3.3.3 Langkah Pemrograman PLC dengan XG5000 Hal pertama yang dilakukan sebelum menjalankan program XG5000 ini adalah dengan menginstalkan software tersebut pada PC, perlu diingat disini untuk mendapatkan kinerja yang lebih baik, sebaiknya software diinstallkan pada computer dengan system operasi windows XP, tapi software ini juga bias digunakan pada system operasi lainya seperti windows seven, tapi pada windows seven, software memiliki kekurangan yaitu tidak compatibblenya help instruction.Setelah software terinstall, maka klik icon XG5000 pada desktop seperti yang dapat dilihat pada gambar berikut
Gambar 3.10 Icon XG5000 Pada desktop Atau dengan melakukan klik kiri start , lalu pilih program dan kemudian XG5000 seperti gambar berikut 50
Gambar 3.11 Layar program file Lalu akan mucul jendela seperti gambar 3.8, untuk memulai project maka pada menu project pilih new project atau bias juga dengan mengklik icon new project
Gambar 3.12 Layar tampilan XG5000 Ketika langkah diatas dilakukan maka akan muncul windows baru yang berisi jendela pemilihan lembar kerja ,pemilihan jenis PLC,CPU , nama project , jenis bahasa pemrograman , dan tempat penyimpanan project.
51
Gambar 3.13 Layar tampilan new project Ketika PLC,CPU, nama project dan lainya telah dipilih, maka klik OK , sehingga akan muncul jendela kerja /work sheet, pada jendela tersebut kita bias melakukan pemrograman sesuai dengan program yang dirancang seperti plant yang diinginkan.
Gambar 3.14 Layar kerja Jika jendela seperti diatas sudah tampil, maka kita bisa melakukan pemrograman sesuai dengan project yang diinginkan.
52
3.4 Perancangan Hardware
Power Suply
HMI (Human Machine Interface)
Commu nication Device
PLC
Output Device
Relay
Lamp Indicat or
Gambar 3.15 Konfigurasi Hardware Pada perancangan hardware baik PLC dan HMI sudah dalam bentuk module, dimana untuk konfigurasi tinggal melakukan wiring power supply sebagai power PLC dan HMI kemudian pengkabelan untuk komunikasi PLC , Jika menggunakan RS-232, maka konfigurasinya seperti gambar berikut :
Gambar 3.16 Konfigurasi Komunikasi RS232 Dimana pada komunikasi serial RS-232, RX pada PLC dihubungkan pada TX HMI dan TX pada PLC dihubungkan pada RX HMI dan ground masing masing PLC dan HMI langsung dihubungkan. Sedangkan komunikasi dengan menggunakan RS-485 menggunakan dua kabel dimana diberi tanda plus (+) dan minus (-) , koneksinya adalah dengan menghubungkan (+) pada HMI ke (+) pada PLC dan (-) pada HMI ke (-) pada PLC. 53
