BAB III RANCANG BANGUN

BAB III RANCANG BANGUN 3.1 Diagram Alir Penelitian Dalam tahap proses modifikasi mesin auto shrink packaging machine mengunakan smart relay dilakukan dengan beberapa tahap yang dirincikan sebagai berikut:

Mulai

Study Pustaka Analisa masalah pada desain elektrik dan mekanik mesin lama Desain rancangan kontrol Sistem elektrik dan mekanik baru Persiapan peralatan rancang bangun

Simulasi (uji coba ) dalam bentuk software

Rancang bangun (aplikasi sistim baru) Analisa desain baru dan perhitungan kelebihan system baru Kesimpulan Dan Saran Selesai

22 AI

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

3.2 Tujuan Rancang Bangun Dalam pembuatan suatu proyek, perancangan merupakan tahap yang

sangat

penting,dimulai

dari

pengamatan,

penganalisaan,

pengoperasian hingga membuat suatu proyek atau alat beropersi sebagaimana diinginkan. Pada tahap ini yang harus terlebih dahulu memahami sifat atau karakteristik dari alat- alat yang akan digunakan. Untuk memahami hal tersebut dapat melihat data sheet book,membaca buku penunjang, sampai bertanya kepada ahli agar apa yang kita rancang dapat teralisasi seperti yang diharapkan dan terhindar dari resiko kesalahan. Dalam melakukan perancangan harus mempertimbangkan nilai lebih bagi sipemakai. baik segi kualitas, kehandalan, life time dan ekonomis. Maka langkah pertama dalam perancangan dilakukan adalah desain instalasi dan pemilihan komponen serta melakukan perhitungan yang sedetail mungkin sehingga alat dapat bekerja dengan sempurna.

Dalam proyek pengembangan (modifikasi) yang pertama dilakukan dalam perancangan adalah menganalisa sistem lama agar kita dapat mengetahui akan hal apa yang perlu untuk dikembangkan.

23


3.3 Rancangan Lama Pada sistem kerja auto shrink packging machine di rancang dengan kapasitas 10 stroke per menit. Dimana untuk kebutuhan produksi saat ini kapasitas mesin tersebut sudah tidak mencukupi, ditambah lagi dengan

permaslahan

mechanical

pada

mesin

tersebut

sehingga

mengakibatkan banyakanya produk reject.

5 4 2

6

1 3

GAMBAR 3.1 Desain Mesin Auto Shrink Lama Keterangan gambar 3.1 1. Stoper berfungsi control input product 2. Guider berfungsi untuk mensejajarkan product 3. Pusher berfungsi untuk mendorong product ke area sealer 4. Clamp berfungsi menjeit product sebelum di seal 5. Sealer berfungsi mengeseal plastic yang akan membungkus product 6. Product adalah object yang akan di packing dengan shrink plastik

24


Dari analysa yang telah dilakukan ada 3 hal yang menyebabkan permasalahan mesin tersebut yaitu: 3.3.1

Sistem Control electrical (PLC) terlalau banyak Squenze

Kapasitas suatu mesin di tentukan dari kecepatan mesin dan hal yang mempengaruhi kecepatan itu adalah langkah ( squnze ) mesin. Pada mesin auto shrink ini langkah mesin yang di control oleh PLC masih terlalu banyak, Berikut urutan langkah kerjanya pada table berikut: Tabel 3.1 Step Squensial Auto Shrink Packging Machine Step 1

Input Start (S.Pusher 1 & S.Sealer ON)

2 3

Sensor IN

4

Sensor STOPER ON

5 6 7

Sensor Pusher 2 ON

Progres

Output Conveyor ON

System running Deteksi botol yang masuk Deteksi botol ready

Guider OFF

Delay

Pusher ON Clamp ON

Coment

Stoper ON Pusher OFF

8 9 10 11 12

Sensor Pusher 1 ON Sensor sealer ON Back to step 2

Stoper OFF Gueder ON

Coment

Sealer ON

Timer

Sealer OFF

Coment

Clamp Off

25


Note Transfer botol Membuka agar botol masuk ke area pusher Mensejajarkan botol Kembali naik ke posisi awal Mendorong botol ke area sealer Menjepit botol yang akan di seal Kembali ke posisi awal menutup botol in Kembali ke posisi awal (mundur) Sealer turun mengeseal Plastik Kembali naik ke posisi awal Kembali ke posisi awal

3.3.2 Lost time pada setiap squenze Disamping step langkah kerja mesin yang terlalu banyak hal lain yang menyebabkan kapasitas mesin ini perlu untuk di upgrade adalah karena masih terlalu banyak lost time (waktu yang terbuang sia-sia). Hal ini dapat dilihat pada: 

Adanya beberapa step langkah mesin yang masih ada delay yang tidak perlu. Hal ini dapat dilihat pada step 5 sebelum pusher ON ada delay yang sebenarnya tidak perlu.

 Pada step 12 (kembali ke step awal), step 2 baru bisa kembali running lagi setah delay menunggu sealer OFF, padahal saat sealer posisi On juga step 2 sudah bisa kembali running lagi.  Pada

mesin

Auto

Shrink

Packaging

Machine

ini

70%

menggunakan pneumatic hampir semua langkah dari mesin ini digerakkan oleh air cylinder. Diamana ada 3 unit air cilynder (stopper,pusher dan sealer) yang mengakibatkan lost time mesin bertambah, karena stroke nya yang terlalu panjang yang mana sebenarnya tidak dibutuhkan langkah stroke sepanjang itu sehingga hal ini mengakibatkan lost time. 3.3.3 System Mekanik Kurang Presisi Pada mesin Auto Shrink Packging Machine ini ketidakpresisian mekanis yang di maksud adalah ke tidak presisian / keakuratan pada langkah aircylinder, Kembali lagi mesin ini 70% penggeraknya adalah

26


aircylinder shehingga mekanik yang di maksud adalah mekanik pada air cilynder. Adapun ketidakpresisian pada mekanik ini di sebabkan oleh  Jenis air cylinder yang digunakan tidak sesuai dengan fungsi mesin.Hal ini dapat kita lihat pada air cilynder yang di gunakan untuk stopper. Seharusnya tidak mengunakan single cylinder, karena hal ini akan menyebabkan stopper yang berbentuk plat akan bisa mutar.  Desain yang tidak sesuai dengan efisiensi kerja mesin. Hal ini dapat dilihat pada mekanik yang di gerakkan oleh air cylinder pusher.Dimana desainnya terlalu panjang dan hanya di topang dibagian belakang, hal ini akan menyebabkan bagian depan pusher akan goyang saat maju atau mundur.  Langkah aircyder

yang terlalu panjang, dimana ketika srtoke

makin panjang maka makin besar pula ketidakpresisian di bagian ujung shaft dari stroke karena sudah tidak ada guider (penahan) yang menahan shaft sepanjang langkah stroke tersebut, dan hal ini kita bisa lihat pada air cilynder stopper,pusher dan sealer. Ketiga hal tersebut diatas mengakibatkan tidak optimalnya mesin beroperasi karena akan sering langkah dari setiap cylinder melenceng dari jalur yang sebenarnya. Dan hal – hal tersebut diatas akan mengakibatkan proses operasional yang tidak normal dengan otomatis akan mengakibatkan bayaknya barang yang reject atau out speck.

27


3.4

Rancangan Baru Setelah mengetahui hasil analiysa dari kinerja sistem pada mesin

auto shrink ini dan telah menyimpulkan kekurangan atau hal yang perlu untuk dimodifikasi atau diupgrade maka hal pertama yang perlu dilakukan adalah merancang system baru sebelum melakukan aplikasi. Dalam rancangan modifikasi mesin ini ada 2 hal rancangan yaitu rancangan pada system control electric dan rancangan pada mekanikal 3.4.1 Rancangan System Electrical Berikut rancangan bangun untuk sistem baru dalam bentuk diagram blok:

Phush Botton ON/OFF(I1

Sensor Fiber Optic (I2)

Sensor Pusher 1 (I3)


Sensor Sealer (I4)

) SMART RELAY ZELIO LOGIK SR3 B 261 BD

Phush Botton ON/OFF(I1

Sensor Fiber Optic (I2)



)

Gambar 3.2 Diagram Blok Rangkaian Instalasi

28


Sensor Sealer (I4)

3.4.2 Rancangan System Control Menggunakan Smart Relay Berikut rancangan bangun untuk system control baru dalam bentuk tabel :

Tabel 3.2 Step Squensial Auto Shrink Packging Machine (New) Step 1

Input Start (I2) (S.Pusher 1 & S.Sealer ON)

2

Sensor IN (I2)

3

Sensor Pusher 2 ON (I3)

4 5 6

Sensor Pusher 1 ON

7 8

Sensor sealer ON

Progres

Output

System running Counter botol yang masuk (6 pulse)

Conveyor ON Pusher ON Clamp ON

Coment

Pusher OFF Coment

Sealer ON

Timer

Sealer OFF

Note Transfer botol Mendorong botol ke area sealer Menjepit botol yang akan di seal Kembali ke posisi awal (mundur) Sealer turun mengeseal Plastik Kembali naik ke posisi awal

Back to step 2

3.4.3 Rancangan Pada Sistem Mekanik Rancangan pada sistim mekanik mesin ini yang akan dirubah adalah sebagai berikut: -

Aircylinder stopper di hilangkan dengan harapan mengurangi sqenze mesin, dan untuk stopper digantikan oleh system control electric.

-

Aircylinder guider dihilangkan diganti dengan sistem mekanis dimana guider akan di gerakkan oleh pegas yang di pengaruhi oleh langkah pusher.

29


-

Mengganti Aircilynder Pusher mengunakan type air cylinder yang dilengkapi shaft guider dan mengurangi panjang stroke dari 50cm menjadi 20cm.

-

Mengganti (memperpendek)

aircylinder stroke sealer dari

panjang 35cm menjadi 20cm.

3.5 Perancangan 3.5.1 Perancangan system control dengan menggunakan Smart Relay Pada proses ini adalah membangun program baru sesuai dengan step pada rancangan diatas,dan programnya akan dibuat dalam bentuk leader diagram pada zelio logic smart relay.[12] Berikut tahapan –tahaan dalam membangun program pada zelio logic smart relay: 3.5.1.1 Instal software SMART RELAY ZELIO LOGIC Soft 2 [10] Software ini dapat didownload di situs sniderelectric.com (Free) dan Membuat Lembar Kerja Setelah proses intalasi software selesai dan berhasil, mulai dengan membuat lembar baru kerja pada dan memilih type Smart relay yang akan digunakan. Sesuai dengan jumlah dan jenis input dan output pada rancang bangun di atas, dalam hal ini adalah mengunakan type SR3 B261 BD

30


Gambar 3.3 Pemilihan Type smart relay SR3 B261 BD Setelah menentukan type smart relay akan digunakan, lanjut ke menu bahasa program dalam hal ini akan digunakan bahasa program dalam bentuk LEADER DIAGRAM

Gambar 3.4 Pemilihan Bahasa Leader Diagram

31


3.5.1.2 Penamaan Input dan output (coding) Setelah berada di halaman kerja atau leader entry sebelum mendesain program control, hal yang dilakukan adalah meberi nama (code) untuk input dan output pada program sesuai seperti pada tabel 3.2 tabel rancang kontrol baru. Adapun tujuannya adalah untuk memudahkan dalam mengingat kontak- kontak program yang akan dirangkai, karena kontak-konak tersebut akan berulang – ulang nanti untuk digunakan ( di input) dalam leader entrynya, seperti pada gambar berikut

Gambar 3.5 Penamaan (coding) Input/Output Program

32


3.5.1.3 Bangun Program[9] Berikut adalah gambar leader leanguage program Auto Shrink Packaging New secara keselurahan yang terdiri dari 12 raw dari 120.[8] Dalam leader entry (halaman kerja ini) terdapat :  Colom 1 sampai 5 adalah untuk kontak 1 samapi kontak 5 sebagai physical input dan kontak konfigurasi pendukung lainnya.  Colom 6 adalah colom untuk coil sebagai physical output dan auxiliary relay.

Gambar 3.6 Leader Diagram Control Auto Shrink New

33


3.5.1.4

Penamaan Physical Auxiliary dan Parameter dan Address Setelah selesai mendesain program nya, langkah berkutnya

adalah  Menamai (coding) untuk semua auxiliary pendukung yang yang digunakan dalam program ini.

Gambar 3.7 Penamaan (Coding ) Auxiliary Relay

Gambar 3.8 Penamaan (Coding ) Auxiliary Timer

34


Didalam program ini untuk menjalankan system control ini hanya membutuhkan 1 auxiliary relay dan 2 auxiliay timer.  Addres dan parameter untuk setiap icon yang di ada dalam disain yang telah dibuat adalah sebagai berikut:

Gambar 3.9 Addres Dan Parameter Input Dan Output

Gambar 3.10 Addres dan Parameter Auxiliray Ralay dan Timer

35


3.5.1.5

Simulasi Dan Transfer Setelah selesai mebuat program dan set parameter langkah

selanjutnya adalah simulasi program untuk memastikan program running seperti yang di harapkan

(a)

(b) Gambar 3.11 (a) dan (b) Simulasi Program

36


Setelah melakukan simulasi program, program dapat diedit apabila masih ada yang salah atau mengedit parameter apabila parameter belum tepat. Dan untuk memudahkan simulasi untuk menampilkan Discrit input dan output dengan menekan tombol discrit input dan out put. Setelah semua program dan parameter berjalan sesuai harapan langkah selanjutnya adalah mentransfer program dari PC ke Modul Smart Relay dengan cara sebagai berikut.

Gambar 3.12 Transfer Program dari PC ke Module Proses transfer atau communication dengan module dilakukan lewat kabel data smart relay logic soft 2 dengan catatan harus mengistal hardware usb port cable data tersebut dan set configurasi USB sesuai port yang diinstal.

37


3.5.2 Perancangan Mechanichal 3.5.2.1 Penggantian dan Modifikasi Aircillynder Mengingat masalah yang terjadi pada aircylinder lama maka setelah dianalisa atas kekurangan fungsionalnya maka perlu dilakukan penggantian dan modifikasi pada air cylinder berikut:  Air cylinder Guider ditiadakan untuk mengurangi langkah kerja mesin dan diganti menggunakan guider mecanis ( system pegas)  Air cilynder Stoper ditiadakan untuk mengurangi langakah kerja mesin dan rubah cara kerja pusher lewat program agar tidak tergantung stopper .  Air cylinder Pusher diganti dari single shaft menjadi single with guider

tujuannya

agar

langkah

pusher

lebuh

presisi

dan

mengurangi panjang stroke untuk mengurangi lost time squnze  Mengurangi

panjang

stroke

aircylinder

mengurangi lost time squnze.

38


sealer

agar

lebih

3.5.2.2

Perakitan Panel

Sebelum

melakukan

pengkabelan

terlebih

dahulu

adalah

membuat single line diagram instalasi 4

5

6

7

8

9

4

1 2

21 22 23 24 3

Gambar 3.13 Single Line Instalasi 10

19

11

15 12

16

20

13

14

17

18

Keterangan: 1. Power 24v(+) 2. Selector 3. Source 24V DC 4. Tombol start 5. Tombol stop/Emergecy 6. Sensor FO –Bottle In 7. Sensor Magnet – Pusher 1 8. Sensor Magnet – Pusher 2 9. Sensor magnet – Sealer 10. Layar smar relay 11. Port USB 12. Output Q1

13. Output Q2 14. Output Q3 15. Ouput Q4 16. Coil phuser 17. Coil Clamp 18. Coil Sealer 19. Contak Inverter-Conveyor 20. Power 24v (-) 21. Input I.1 22. Input I.2 23. Input I.3 24. Input I.4

39


3.6 Prinsip Kerja Prinsip kerja dari mesin auto shrink packging machine ini setalah dimodifikasi kontrol mengunakan smart relay logic adalah Smart relay akan menerima semua data yang di terimanya melalui input dan mengolahnya sesuai program yang sudah di rancang sehingga menghasilkan output sperti yang diharapkan. Adapun langkah atau step kerja dari mesin auto shrink packaging mesin ini setelah dimodifikasi adalah sesuai dengan rancangan kerja pada table 3.2 Yaitu : setelah power dari MCB masuk ke instalasi langkahnya adalah sebagai berikut : a. On selector untuk menghidupkan system smart relay ( source 24v smart relay) b. Tekan start (I1)untuk running dan akan jalan, saat conveyor jalan botol akan masuk ke area kerja mesin.Catatan, Sensor Pusher 1 (I3) dan sensor Sealer (I5) harus on karena ini adalah posisi ready mesin untuk running, jika salah 1 mati maka mesin tidak akan bisa running. c. Sensor fiber optic (I2) akan menghitung botol yang masuk (6PCS) Setelah botol masuk 6 maka, d. Pusher (Q1) akan mendorong botol ke area sealer, saat puser mendorong botol, maka, e. Sensor pusher 2 (I4) akan on dan akan memerintahkan clamp (Q2) on Dan untuk mereset pusher, setelah pusher kembali ke posisi awal (Q2 Off)

40


f. Sensor Pusher (I3) On dan memerintahkan sealer (Q3) ON Dan timer 2 untuk mereset clamp(Q2) dan Sealer (Q3) g. Setelah clamp dan sealer Off Maka h. Sensor sealer (I5) akan ON dan system kembali ke step pertama dan demikian akan terus berualang –ulang.

41


BAB III RANCANG BANGUN

Recommend Documents