BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1 Model Sistem Untuk membangun sebuah sistem penampungan air kita memerlukan sebuah pompa air untuk menyedot air dari sumber air dan dialirkan ke bak penampungan. Hal ini tidak terlalu sulit apabila sumber air yang digunakan adalah air tanah. Lain halnya apabila sumber air yang digunakan adalah air PAM. Memasang secara seri pompa air dengan sumber air PAM atau menyedot air dari PAM secara langsung menggunakan pompa air tidak dianjurkan. Saat ini memang belum ada peraturan ataupun sangsi tentang larangan penyedotan air PAM menggunakan pompa air secar langsung. Menyedot air dari PAM secara langsung menggunakan pompa air dilarang karena bisa mengakibatkan kerugian baik bagi pengguna itu sendiri, pada pengguna air PAM yang lain dan bagi PDAM itu sendiri(4). Kerugian yang ditimbulkan karena menyedot air PAM dengan pompa air secara langsung diantaranya : 1. Pemborosan energi dan biaya, dalam Hal ini pengguna melakukan pemborosan pada energi listrik. Ditambah lagi tagihan rekening listrik dan air PAM yang membengkak. 2. Rusaknya meteran air, menggunakan pompa air untuk menyedot air dari PAM bisa merusak meteran air itu sendiri karena bekerja diluar kapasitasnya. 3. Aliran air ke pengguna lainnya cenderung kecil karena air tersedot ke pengguna yang menggunakan pompa air. 27

http://digilib.mercubuana.ac.id/

28

4. Air yang keluar cenderung lebiih kotor kaarena semuaa kotoran dalam d AM tersedot oleh pomppa air, atau apabila a adaa kebocorann pada pipa PDA pipa air akkan semakin n kotor. Caara yang bissa digunakaan untuk peenggunaan pompa air pada sumber air PAM adallah dengan menghubun ngkan sumbber air PAM M dengan pompa p air ssecara tidak langsung. Yaituu dengan meembuat bakk penampun nga antara suumber dari PAM dengan po ompa air sepperti yang ditunjukan d ppada gambarr di bawah ini. i

Gambarr 3.1 Penyaambungan anntara air PA AM dengan pompa air Air dari PAM M akan ditam mpung terleebih dahulu u di bak pennempungan,, baru kemudian air di bak penampunggan akan diisedot oleh pompa air dan dialirkan ke bak penam mpungan laiinnya atau langsung kee rumah. Sisstem yang dibangun inni merupakkan modifikkasi dari sisstem WLC yang sudah adaa dan dikem mbangkan diibeberapa bagian b yang g nantinya akan a mengoontrol dari mulai air yang mengalir dari d PAM, kapana k pom mpa air mu uali bekerjaa atau berhenti dan d lampu sebagai s inddikator untuuk mengetah hui ketinggiian air padaa bak penampunngan.


29

POMPA START PROSES

(MCB)

VALVE

(PLC) LAMPU

ELEKTRODA SEBAGAI SENSOR

ELEKTRODA BERTEGANGAN FEEDBACK Gambar 3.2 Block diagram sistem

3.2 Perangkat Keras (Hardware) Perangkat keras yang digunakan untuk membuat simulasi sistem ini adalah sebuah komputer atau laptop. Komputer atau laptop yang digunakan minimum spesifikasinya adalah Core i3, Memory 2Gb dengan VGA atau kartu grafis. Hal ini dikarenakan software yang akan dijalankan nanti memiliki ukuran yang cukup besar maka disarankan untuk mengunakan hardware sesuai dengan spesifikasi minimum tersebut. Pada aplikasi sebenarnya perangkat keras utama yang digunakan adalah controller atau PLC, module input dan output, power supply, pompa air, solenoid valve, tangki air atau bak penampungan, kabel dan bahan pendukung lainnya. PLC sebagai Controller merupakan pusat kontrol dan pengawasan terhadap keseluruhan sistem, dimana controller akan memproses seluruh masukan atau input. dan mengkontrol keluaran atau output. Module input berfungsi sebagai masukan dari input. Sedangkan module output berfungsi sebagai keluaran terhadap pengendalian output. Power supply digunakan sebagai supply tegangan 24VDC pada peralatan. Pompa air digunakan untuk menyedot air dari tangki


30

penampungan pertama ke tangki penampungan kedua, solenoid valve digunakan untuk mengatur aliran air dari PAM, tangki air digunakan sebagai bak penampungan air dari PAM dan kabel digunakan untuk menghubungkan setiap komponen dengan komponen lainnya. 3.3 Perangkat Lunak (Software) .

Pada tugas akhir ini penulis hanya membuat sismulai dari sistem yang

akan dibangun menggunakan aplikasi perangkat lunak Siemens SIMATIC Step 7 Professional V5.5 untuk pemrogramman PLC. Kemudian SIMATIC Windows Control Center (WinCC) digunakan untuk simulasi program dengan visualisasi SCADA,download & compile program dan simulasi software PLC & SCADA atau sebagai GUI (Graphical User Interface). 3.4 Pemrogramman PLC & SCADA menggunakan Siemens SIMATIC Manager SIMATIC Manager merupakan software otomatisasi dari Siemens dengan Engineering Environment dan Software project terpadu. Aplikasi software terpadu ini terdiri atas engineering software SIMATIC Step 7 Professional V5.5 untuk pemrogramman

PLC,

SIMATIC

WinCC

V7.3

untuk

pemrogramman

HMI/SCADA. Oleh sebab itu, aplikasi ini memungkinkan semua Programmable Controller Siemens, HMI operator panel dan Personal Computer (SCADA) dikonfigurasikan melalui satu environment development yang sama. Dalam memprogram PLC dan SCADA untuk pengontrolan dan monitoring sistem penampungan air, dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu : pendataan input dan output PLC, pemrogramman logic PLC, pengaturan


31

komunikaasi software PLC deng gan Softwaree SCADA, pemrogram mman visuaalisasi SCADA, Download D & compile program p daan simulasi software s PL LC & SCAD DA. 3.4.1

Peendataan In nput dan Output PLC Sebelum mem mulai pembuuatan dari sistem s ini kiita harus meemahami prrinsip

kerja dari sistem yangg akan diban ngun dan m mengetahui alat a atau komponen apaa saja yang nantiinya akan teerhubung deengan inputt dan outputt PLC. Laangkah pertaama adalah membuat tabel t dari daaftar input dan d output yang akan digunnakan. Beriikut adalah tabel t daftarr input dan output o yang g digunakann : Tabeel 3.1 input dan output Documen nt No Project Prepared d by Checked by No Type Address Tagss 1 Diggital Input I0.0 Start 2 Diggital Input I0.1 Low_1 3 Diggital Input I0.2 Midle_1 4 Diggital Input I0.3 High_1 5 Diggital Input I0.4 Low_2 6 Diggital Input I0.5 Midle_2 7 Diggital Input I0.6 High_2 8 Diggital Output Q0.0 Pompa 9 Diggital Output Q0.1 Valve 10 Diggital Output Q0.2 Elektrodaa _1 11 Diggital Output Q0.3 Elektrodaa _2 12 Diggital Output Q0.4 LP1_Low w 13 Diggital Output Q0.5 LP1_Middle 14 Diggital Output Q0.6 LP1_highh 15 Diggital Output Q0.7 LP2_Low w 16 Diggital Output Q1.0 LP2_Middle 17 Diggital Output Q1.1 LP2_highh 18 Diggital Output Q1.2 Pengunci

Tuggas Akhir Imaam Nurohim m Description Starrt Elekktroda untuuk low tangkki 1 Elekktroda untuuk midle tanngki 1 Elekktroda untuuk high tanggki 1 Elekktroda untuuk low tangkki 2 Elekktroda untuuk midle tanngki 2 Elekktroda untuuk high tanggki 2 Pom mpa Valve Elekktroda tangk ki 1 Elekktroda tangk ki 2 Lam mpu indikato or low tanggki 1 Lam mpu indikato or midle tanngki 1 Lam mpu indikato or high tanggki 1 Lam mpu indikato or low tanggki 2 Lam mpu indikato or midle tanngki 2 Lam mpu indikato or high tanggki 2 Penngunci


32

Selanjutnya seetelah mem mbuat daftarr input dan output, lang gkah selanjuutnya LC tags pad da SIMAT TIC Step 7 Profession nal V5.5. Untuk U adalah meembuat PL menambah hkan PLC tags t dapat dilakukan d d dengan cara mengetikan n data inputt atau nama tagss dari inputt pada bagiian Interfacce kemudian n rubah datta type darii tags yang dimaasukan. Seddangkan unttuk addresss akan terisi secara ato omatis. Hal yang sama jugaa dilakukann saat memaasukan dataa output deengan cara mengetikan m n data output atauu nama tags gs dari outpuut pada bagiian Interfacce kemudiann rubah dataa type dari tags yang y dimasuukan.

3 PLC Taags (Input Tags) T Gambar 3.3 Taag adalah seebuah repreesentasi adddress yang umumnya digunakan pada software SCADA/HM S MI. Pada PL LC, tag ini bisa b dijelaskkan seperti input dan output o PLC yang g dapat dikontrol (inputt) dan dimonnitoring (ouutput).

Gambar 3.4 3 PLC Taggs (Output Tags) T


33

Paada SCADA A sendiri terrdapat 2 jennis tag yaittu internal tag t dan extternal tag. Interrnal tag addalah tag yang y berasaal dari softtware SCA ADA. Sedanngkan external taag adalah taag yang berrasal dari PL LC atau con ntroller lain n yang terhuubung dengan sof oftware SCA ADA. Denggan kata lainn external tag t adalah input dan output o PLC yangg direpresenntasikan unttuk visualissasi dalam hal controll dan monittoring pada suatuu sistem terppadu atau teerintegrasi.

Gam mbar 3.5 SC CADA Tags 3.4.2

Peemrogramaan Logic PL LC Paada dasarnyya Setiap orang o atau programm mer PLC mempunyai m cara

tersendiri dalam pem mrograman logic-logicc PLC. Dalam arti katta mudah dalam d proses ed dit, terstrukktur, mudah h dipahamii, dan sebisa mungkkin memperrkecil tingkat keesalahan. Paada tugas akhir a ini, peemrograman n akan men ngunakan fitur fi –


34

fitur yang telah disediakan oleh software SIMATIC Step7 Professional pada SIMATIC Manager untuk membagi logic-logic program. Dimana software Simatic Step7 Professional dilengkapi dengan 4 jenis program blok, yaitu : Organization Block (OB), Function (FC). Function Block (FB) dan Data Block (DB). Dari keempat program blok tersebut penulis hanya menggunakan tiga tipe blok dalam pembagian logic level program yaitu Organization Block (OB), Function Block (FB) dan Data Block (DB). Berikut adalah penjelasan mengenai pembagian logic level program yang digunakan. 1. Master Sequence level menggunakan program blok Organization Block (OB), merupakan level yang paling tertinggi dan merupakan supervisory untuk memanggil semua level dibawahnya, merupakan bagian utama dari proses yang akan dibuat dalam suatu program. Master sequence juga merupakan interface antara sistem operasi dan user program. 2. Unit level menggunakan program blok Function (FC), merupakan level dimana logika pemrogramannya diletakkan, baik itu merupakan delay time dari proses, aktivasi dari equipment yang digunakan, interlock list untuk equipment, dan enable/disable dari proses. 3. Equipment level menggunakan program blok Function Block (FB), Merupakan objek-objek dari equipment yang ada. Misalnya seperti lampu, valve atau motor. Setiap equipment tersebut memiliki cara kerja atau fungsi yang tersendiri yang dijabarkan dalam suatu bahasa pemrograman. 4. Field level menggunakan program blok Data Block (DB), Pada level ini terjadi proses “mapping” dari equipment level ke field level atau address dari


35

input dan outputt PLC. Hal itu memuddahkan apabbila adanya perubahan pada kabelan, sehhingga cuku up mengubah di level ini tanpa mengutak-a m pengk tik di level-level sebeluumnya atau bahkan sam mpai mengu ubah tag SC CADA/HMI. Baahasa progrram yang digunakan d untuk men nyelesaikan tugas akhir ini adalah lad dder language. Laddeer languagee adalah bahasa proggram dasar yang sering dig gunakan oleeh program mmer PLC. Bahasa inni sering diigunakan kkarena mengunakkan simbol - simbol yang y mudahh dipahamii secara loggika atau secara s rasional. Saat ini seluruh vendor v PL LC dalam pengembaangan soft ftware programm ming sudah menjadikaan bahasa ladder l ini sebagai s bah hasa dasar yang harus ada pada softwaare PLC. Bahasa B ini menjadi m favoorit para pro ogrammer bukan b hanya kaarena kemuudahan dalam melakuukan progrramming taapi juga ketika k melakukan n troubelshoooting.

Gambar 3.6 Menu program p Laddder


36

Paada gambar 3.6 menunjjukkan mennu ladder paada softwarre simatic Step S 7 professionnal V5.5. Terdapat ban nyak icon yang y dapat digunakan d u untuk membbantu dalam meelakukan peemrogramann. Salah sattu icon yan ng sering digunakan adalah a normally closed dan normally open o yang dapat d mengggantikan penggunaan relay dan kontakktor pada applikasinya. Penggantiann relay dan kontaktor dengan d logiic NO dan NC dapat d menggurangi dan n memaksim malkan penngunaan ruaang pada panel. p Pada softtware PLC C siemens ini juga dilengkapi d dengan sim mulasi proogram sehingga program yang y telah dibangun dapat d ditesst terlebih dahulu sebbelum digunakann pada aplikkasi real. Daalam pembuuatan sistem m penampuungan air ini i sensor yang digunnakan adalah beerupa elektrroda yang di susun seedemikian rupa dimanna setiap tangki terdiri darri empat elektroda e y yaitu satu elektroda e bertegangan b n yang nanntinya memberi sinyal padaa ketiga eleektroda lainnnya dengann menggunaakan air seebagai penghantaar yaitu elekktroda sebaggai pengukuur ketinggiann air.

Gaambar 3.7 Peenempatan elektroda pada tangki


37

Yaang pertamaa harus dibuuat dalam peemerogramaan adalah bagaimana semua elektroda bisa b bekerjaa jika air paada tangki suudah mencaapai pada baatas tertentuu.

Gam mbar 3.8 Laadder Progrramming unntuk start. Paada kondisi awal sistem m ini mulaai diaktifkann nantinya kedua elekktroda pada keduua tangki akkan aktif beegitu juga dengan d valvve , hanya saja untuk valve kerjanya dipengaruhi d oleh penguunci dan eleektroda midlle pada tang gki ke dua.

mming untukk pompa airr. Gambbar 3.9 Laddder Program Paada gambarr 3.9 ditunnjukan laddder progra amming unntuk pompaa air, dimana keerja pompaa dipengaruuhi olah eleektroda high h pada tanggki pertamaa dan pengunci. Maksudnyya adalah pompa p air mulai aktiff saat elekttroda high pada pai batas ataas. tangki satuu aktif atau air pada tanngki satu suudah mencap


38

Gamb bar 3.10 Laddder Progra amming unttuk lampu inndikator tanngki pertama.

Selanjutnya pada p gambaar 3.10 di attas ditunjuk kan Gambarr pemerogrraman untuk lam mpu indikatoor pada tan ngki pertam ma. Dimana kerjanya dipengaruhi d i oleh elektroda sebagai sennsor ketingggian air padaa tangki.

Gam mbar 3.11 Laadder Progrramming unntuk lampu indikator taangki keduaa

Paada gambar 3.11 diatass sistem kerrjanya samaa seperti paada gambarr 3.10

yang sebeelumnya, hanya h saja pada gambbar 3.11 di d atas merrupakan gaambar pemerograaman untukk lampu indiikator pada tangki keduua.


39

Gambbar 3.12 Lad dder Prograamming unttuk penguncci Paada gambarr 3.12 diaatas meruppakan pemeerograman dari penggunci, maksudnyya adalah peengunci unttuk pompa air dan vallve agar nanntinya pomppa air dan valve tidak segeera bekerja atau aktif saat air paada tangki kedua k berkuurang sedikit. Tetapi T pomppa air dan valve bekeerja pada saat s air padda tangki kedua k merkurangg dan melew wati elektroda midle paada tangki ke k 2. 3.4.3

Peengaturan komunikas k i software PLC P dan SCADA Pengaturan kkomunikasi ini sangaat diperlukaan untuk menghubunngkan

antara sofftware PLC dengan sofftware SCA ADA. Tujuaan utamany ya adalah suupaya program logic l yang dilakukan pada softw ware PLC bisa disim mulasikan dalam d bentuk vissualisasi / GUI dengaan softwaree SCADA. Pengaturann komunikaasi ini dilakukan pada keduua softwaree tersebut dan d tidak biisa dilakukkan simulasi jika hanya sallah satunyaa saja. Hal ini dimakksudkan unttuk melakuukan pengaaturan interface yang samaa antara sooftware PL LC dan sofftware SCA ADA. Sehingga program loogic pada software PL LC dapat dissimulasikann dengan tam mpilan GUII pada SCADA. Pertama penggaturan dilaakukan padaa software PLC dengaan cara meemilih PLCSIM (MPI) ( pada PG/PC Inteerface dibaggian optionn pada tab awal a program m.


40

Gambar 3.13 Pengaaturan komuunikasi padaa software PLC P d p pada softw ware SCAD DA dengan cara Keemudian peengaturan dilakukan memilih PLCSIM P ( MPI) pada logical device name yang terdap pat pada Syystem Parameterr yang merupakan m M pada SIMATIC C S7 bagian daari menu MPI PROTOCO OL SUITE E di WinCC C explorerr. Kemudiaan softwaree SCADA akan otomatis restart r untukk terhubungg dengan sofftware PLC C

Gambar 3..14 Pengatuuran komuniikasi pada software s SC CADA 3.4.4

Peemrogramm man visualiisasi SCAD DA Pemrogrammaan visualisasi SCADA A diperlukaan dalam penulisan p T Tugas

m pemaksim malan Akhir ini sebagai simulasi yanng akan meerepresentassikan sistem


41

penampunngan air PA AM. Tahap awal a yang harus h dilakuukan adalahh masuk keddalam struktur ta ag kemudiaan mengetikk nama tag yang sudahh dibuat pad da softwaree PLC dan memilih sumber data block nya. n

Gam mbar 3.15 Sttructure tagg b menuu Graphics Desainer untuk mem mulai menddesain Selanjutnya buka A banyak k objek padaa software Windows W Coontrol Centter ini visualisasii SCADA. Ada yang dappat digunakkan untuk membantuu dalam melakukan m d desain tam mpilan SCADA. Umumnya library objject yang teerdapat padaa software ini diperunttukan untuk indu ustri sehinggga untuk Tugas T Akhiir ini objecct yang digu unakan darii luar software SCADA S deengan menggunakan piccture windoows untuk melakukan m i insert object dari sumber laiin.

c

Gambbar 3.16 Deesign Screenn


42

Obbjek diinginnkan nantinyya bisa diessain dengann design toools pada soft ftware SCADA, tetapi jikaa tidak terrdapat objeek yang diinginkan d p progremer bisa memasukaan objek yaang diinginnkan dari suumber lain.. Berikut addalah visuaalisasi dari sistem m pemaksim malan air PA AM di rumaah tangga.

G Gambar 3.117 Desain viisualisasi SC CADA 3.4.5

Doownload & compile prrogram Prooses downlload dan co ompile program meruupakan suattu tahapan yang

harus dilaakukan proogrammer PLC. Prooses ini beertujuan un ntuk melakkukan verifikasi terhadap program p yaang telah diselesaikan d n apakah program p terrsebut a belum.. Jika prog gram yang didownloadd dan secara strructure suddah benar atau compile teerdapat kettidaksesuaiaan baik seccara structu ure atau loggic maka sistem akan menncegah dalaam melakuk kan downlooad. Progra ammer harrus memperrbaiki kesalahan tersebut teerlebih dahhulu kemuddian melakuukan download & com mpile program kembali. k


43

ol downloadd & compilee program PLC P Gambar 3.18 Simbo Jika prosees downloaad dan com mpile prograam dilakukkan dengan hardware PLC maka bisaa langsung dilakukan. Sedangkann jika dilakkukan tanpaa hardware PLC diperlukann untuk meengaktifkann PLC simuulator terlebbih dahulu kemudian baru melakukan n downloadd dan compiile program..

Gambar 3.19 3 Simboll PLC simu ulator 3.4.6

Sim mulasi Soft ftware PLC & SCADA A Sim mulasi soft ftware PLC C & SCAD DA adalah simulasi yang dilakkukan

terhadap program p PL LC dan SCA ADA tanpaa mengunakkan hardwaare. Simulaasi ini dilakukan programm mer dengann tujuan unntuk memasstikan proggram yang telah diselesaikaan sudah seesuai dengaan keinginann atau prosees produksi. Sehingga dapat meminimaalisir kesalaahan dan keerugian yangg terjadi apaabila prograam tersebutt dites secara langsung.


44

Sim mulasi proggram PLC merupakan m s simulasi yanng pertama harus dilakkukan sebelum melakukann simulasi pada sofftware SCA ADA. Sim mulasi ini akan y sudah selesai dapaat berjalan dengan baikk dan menunjukkkan apakahh program yang benar. Jikka terjadi keesalahan attau ketidakssesuaian peemrogramann maka proogram harus dieevaluasi demi mendap patkan hassil yang seesuai dengaan sistem yang diinginkann.

Gambar 3.20 3 Simulaasi program PLC Sedangkan simulasi s prrogram SC CADA um mumnya dillakukan seetelah b Simulaasi ini pelaksanaaan simulasi program PLC yang suudah berjalaan dengan baik. membuat gambaran secara utuhh berupa visualisasi yaang mendekkati kondisii real dilapangan n atau fielld, supaya mudah

d dimengerti oleh semuua orang seeperti

operator pada p dunia industri.


45

G Gambar 3.221 Simulasi program SC CADA Paada simulasii SCADA untuk u membbuat sebuahh objek terlihat nyata seeperti aslinya, coontohnya seebuah lampu u indikator yang berub bah warna saat s menyalla dan kembali berubah b putiih saat lapuu mati, atauu sebuah kab bel yang aw walnya berw warna hitam beruubah warnaa apabila kaabel tersebuut dialiri oleeh arus listtrik. Hal terrsebut bisa dilak kukan dengaan cara : merubah m penngaturan seeperti bordeer color, border backgroun nd color, background color, fill pattern p collor atau yaang lainnya pada propertis dari d objek yang y akan kiita simulasiikan.

Gambar 3.22 Cara meembuat objeek pada pro ogram SCAD DA_1


46

Daan merubah pengaturann pada dynaamic value ranges r denggan masukaan tag yang sudaah dibuat sebbelumnya pada p expresssion?Folmuula.

Gambar 3.23 Cara meembuat objeek pada pro ogram SCAD DA_2 Jikka semua obbjek sudah diedit d dan diberi d tag siimulasi baruu bisa dijalaankan dengan caara menyimppan kemud dian runtimee simulasi yang sudah dibuat. d

Gambar 3..24 Simbol save s dan ru untime


BAB III PERANCANGAN SISTEM

Recommend Documents