BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MESIN MULTI LINE
Proses perancangan dan pembuatan sistem pengaturan mesin multi line ini terbagi atas dua bagian yaitu perangkat mekanis dan perangkat electric, dimana perangkat electric terbagi lagi menjadi perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras meliputi modul PLC, rangkaian catu daya, rangkaian pengendali gerak motor 3 phasa dengan inverter sebagai pengatur kecepatan, rangkaian
detektor limit switch, proximity switch, photocell sebagai pengatur gerakan mesin,
>angkaian counter dengan proximity switch dan roda gigi sebagai
smkronisasi mesin in dan mesin out, dan panel kontrol yang berisi indicator dan control selector. Sedangkan perangkat lunak yang digunakan berupa susunan
diagram tangga (ladder diagram) sesuai dengan jenis modul PLC yaitu dengan PLC Omron CPM1A dengan software pemrograman computer syswin versi 3.4.
Untuk perangkat mekanis, mesin ini terbagi 2 bagian yaitu bagian in-put dan bagian out-put yang sama untuk desain mekanisnyn dengan satu panel control
electric untuk pengendalian gerakan mesin.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat
gambar 3.1 untuk desain blok mesin multi line dengan control PLC, dan gambar 3.2 untuk desain mekanis rangkaian mesin multi line.
LIMrTSKMTCHOS
BESET
INC
DEC
UMFT SWITCH 03
CONTROL PANEL
LIM'T SVWTCH D3
Programing device
Control
Logic
Programmable
Gambar 3.1 Blok perancangan mesin multi line dengan rangkaian PLC
PROXIMITY 11
COUNTER
I—5"'o—! i—c o—i \-o o—i !—o c—i
ALARM
PHOTOCELLOO
MUITI UNE OLTT
LIMrr 6WTCH 04 PHOSMTTV01
MULTILINE IN
INVERTER
01
INVERTER
MLJLTI LINE IN
/iT
MULTI LINE IN
KIRI
f,
KANAN
LSD5
IBM
I
Garnbar, 3.2 Layout mekanis mesin multi line
1
OO
PUT
MESIN PRINTING
TAMPAKATAS
51
LSO3
KIRI
,-.
MULTI LINE OUT
-47-
Pada gambar 3.1 ada beberepa sensor dan kontak yang masing-masing outputnya akan masuk ke input data dan akan dikontrol oleh PLC sesuai dengan program, dimana peralatan untuk pemrograman ( program device )
bisa
menggunakan personal computer atau konsul PLC. Dan PLC, Iewat output data
masing-masing output akan mengerakan / mengoniro! 2 buah inverter dan dan 2
buah motor dan I buah fan yang berfungsi untuk sirkulasi udara dalam panel supaya temperature tidak panas. Untuk masing-masing blok berfiingsi :
S Blok multi line in akan mengontrol inverter dan motor multi line in untuk menggerakan mesin bergeser kekanan maupun kekiri dengan jarak dan kecepatan yang bisa diatur.
S Blok multi line out akan mengontrol inverter dan motor multi line out untuk menggerakan mesin seperti multi line in dengan sinkronisast jarak dan waktu belt konveyor mesin printing.
S Blok control panel akan mengontrol posisi reset dan mengatur jarak geser / lamanya inverter 01 dan 02 ON, mengatur waktu / jarak putaran belt konveyor dari multi line in ke multi line out.
S Blok counter akan mengontrol sinkronisasi mesin multi line in dan mesin multi line out.
Pada gambar 3.2 ada 3 blok unit mesin dimana ierdiri dari mesin multi line in, mesin printing dan mesin multi line out. Disini akan dirancang untuk panel control mesin multi line in dan multi line out dengan satu control panel yang
-48-
disinkronisasikan dengan gerakan / putaran belt mcs;n printing, supaya gerakan geser mesin multi line in dan mesin multi line out sinkron dan susiman / gerakan keramik tidak saling acak antara mesin multi line in dan mesin multi line out.
3.1 Perancangan Rangkaian Penggerak Motor Dengan Inverter. Dimasing-masing mesin multi line in dan multi line out menggunakan motor 3
phasa sebagai
penggerak untuk
menggeser posisi rangkaian
belt
transportasi keramik dari kiri kekanan dengan batasan maksimum kiri dan
maksimum kanan dengan sensor limit switch, satu buah proximity untuk posisi center untuk menentukan pas ditengah antara batas maksimum kanan dan batas
maksimum kiri yang dikontrol dengan PLC. Rang'taian Penggerak motor 3 phasa ini menggunakan inverter yang dapat diatur kecepatanya yang dapat disesuaikan dengan kapasitas produksi mesin printing. Inverter yang dipakai menggunakan
inverter Omron type 3G3MV dengan in-put tegangan 220 Vac single phasa, daya 0.75 kw dan out-put inverter 0 - 220 volt 3 phasa, adjustment frekwensi 0 - 400 hz, yang ada fasilitas untuk potensio internal urtuk mempermudah mengatur kecepatan lewat potensio. Untuk perancangan rangkaian motor 3 phasa inverter dapat dilihat pada gambar 3.3.
KE INPUT PLC
o
INVERTER
Sr
S2 SC
b;
u
v
M
MULTI LINE IN
UOIOH
Gambar 3.3
WRI OUTPUT PLC
Rangkaian Penggerak Motor 3 Phasa
w
| Cl|oTb|O|O[O[O|o
O GOO on o
|OIO[O|
i mb me
OMRON 3G3MV
INVERTER
II
B2
II
V
w
0,O|o
!o|olo|o|o|o|o|c3To
51 aj SC
OToTOl |0|0|<J|OtO
ma mb -^
OMRON 3G3MV
MOTC« UULTP L«E OUT
DARI OUTPUT PLC
Z4VDC
220 VAC
Supaya inverter dapat bekerja sesuai dengan perintah dari sinyal PLC dan
sesuai dengan gerakan yang diinginkan
ada bebeiapa parameter dasar inverter
omron 3G3MV yang harus di setting seperti table parameter no. 3.1
Tabel 3.1 Parameter Inverter Omron PARAMETER
DISCRETION
(SI
DEFAULT
NOO)
Parameter write protect selection
1
1
N002
ControJ mode selection
0
0
NOO3
RUN command selection
1
0
N004
Frequency reference selection
0
1
NOO5
Stopping method selection
0
0
N006
Reverse prohibit
0
0
N007
STOP key function selection
0
0
N0O8
Frequency referen selection in local mode
0
0
N009
Operator frequency settingjnethod
0
0
N010
Operation selection av operator interrup
0
0
NOI1
Maximum frequency
70 Hz
50 Hz
N012
Maximum voltage
220 V
200.0 V
NO13
Maximum voltage frequency
60 Hz
50 Hz
N014
Middle output frequency Middle output frequency voltage
1.5 Hz
1.5 Hz
12.0 V
12.0 V
N016
Minimum output frequency
1.5 Hz
1.5 Hz
N017
Minimum output frequency voltage
12.0V
12.0 V
N018
Acceleration/deceleration time setting
0
0
N019
Acceleration time 1
0.2 Sec
10.0 Sec
N020
Deceleration time 1
0.3 Sec
10.0 Sec
N021
Acceleration time 2
10.0 Sec
10.0 Sec
N022
Deceleration time 2
10.0 Sec
10.0 Sec
NO23
S-shape Ace/Dec characteristic
0
0
N024
Frequency reference 1
70 Hz
6.00 Hz
NO25
Frequency reference 2
70 Hz
0.00 Hz
NG26
Frequency reference 3
-
0.00 Hz
-
0.00 Hz
-
0.00 Hz
-
0.00 Hz
-
0.00 Hz
-
0.00 Hz
NO15
NC27
Frequency reference 4
NO28
Frequency reference 5
NO29
Frequency reference 6
NO3O
Frequency reference 7
NO31
Frequency reference 8
NO32
Inching frequency command
6.00 Hz
6.00 Hz
NO33
Upper frequency reference limit
100%
100 %
-51-
N034
N035 N036
N037 N038 N039
Lower frequency reference limit Frequency reference setting Rated motor current Motor protection characteristics Motor protective time Cooling fan operation
0%
0%
0
0
h1.7A
2.0 A
0
0
2
8 min
0
0
3.2 Perancangan Counter
Counter ini berfungsi untuk mensinkronisasi gerakan mesin multi line in
dan mesin multi line out dengan mengambil pulsa counter dari scbuah proximity dan roda gigi / gear yang dipasangkan pada roller belt mesin printing.
Gambar3.4 Rangkaian Counter
Out put sinyal dari proximity switch yang berupa pulsa ( ON / OFF ) akan
dimasukan ke inputan PLC no 0011 untuk diolah menjadi pulsa counter oleh program PLC untuk menentukan jarak atau waktu yang dibutuhkan keramik dari mesin multi line in ke mesin multi line out sehingga gerakan mesin menjadi sinkron.
-52-
3.3 Perancangan Panel Kontrol
Untuk operasional mesin muJti Iin hi dan mesin multi line out dirancant satu buah panel control untuk pengoperasianya seperti gambar 3.5
POWER ON
POWER
lUEhlV
RESET
imc
nrc
Gambar 3.5 Panel control Multi line
Fungsi can masing-masing panel control tersebut adaiah :
S POWER ON, berfungsi sebagai saklar ON / OFF untuk mesin multi line . S POWER, berfungsi sebagai indicator untuk power ON.
S RESET, tombol ini berfungsi untuk mereset posisi awal mesin multi line mulai beroperasi aecara autoraatis, dan untuk mensinkronkan mesin multi
line in dan mesin multi line out apabila terjadi acak posisi mesin. Apabila dipakai bersamaan dengan sakelar TIM DIV maka akan berfungsi untuk mengatur /
merubah jumlah counter yang diperlukan untuk sinkronisai
mesin in dan mesin out.
V TIME DIV, sakelar ini berfungsi untuk menaikan / menurunkan setting waktu atau jarak geser mesin multi line kekiri maupun kekanan
-53-
S ALARM INVERTER, berfiingsi sebagai indicator alarm inverter apabila terjadi kesalahan / kegagalan inverter dalam beroperasi.
3.4 Perancangan Catu Daya 24 VDC
Catu Daya yang akan dirancang ini digunakan untuk catu daya PLC dan rangkaian control sensor untuk in-put PLC dan
koil relay. Catu daya yang
dibutuhkan adalah 24 Vdc dengan menggunakan trafo primer 220 Vac sekunder 24 Vac dan rangkaian penyearah, stabilisator, dan per.guat. Untuk perancangan catu daya, rangkaianya bisa dilihat di gambar 3.6.
220 Vac
OVac
"L
IC 7824
■2N3055 _, 24 Vdc
)7D0mF/50UL
100mF/35V
1000mF735V
IN4D01
Gambar 3.6 Perancangan Catu Daya 24 Vdc
3.5 Perancangan Dan Pembuatan Rangkaian Hardware dan PLC
Dalam perancangan rangkaian hardware PLC ini diperlukan beberapa sensor ( photocell, limit switch, proximity switch, dan kontak sakeler 3 posisi dan kontak
tekan ( pushbutton ) sebagai in-put PLC
dan untuk out put PLC
digunakan 1 buah relay untuk menggerakan fan penaingin panel ( sirkulasi udara ) dan lampu indicator untuk alarm inverter serta kontak out put PLC 4 buah untuk control terminal inverter, seperti gambar 3.8, dan gambar 3.7.
FUSE1 16A
j
TEGANGAN INPUT 220 V AC
O
F.2
2A
HVDC
F.I 4A
"ffl
UOTOR FIN
Gambai 3.7 Rangkaian hardware mesin mulia line
REGULATOR
F.3 4A
IAWWI
PCWENON
0 02
■ PVfft
GO
31
Dl
(D
hCZ>COM«J
<=? Eff«
02
04
B
H
05
Qi
U
07
DJ
10 Ql
00
ffl
Dl
II
_m\ rWVERTCFt 1
51
oc SC
10
05
□ K
a D/
0 m
0
lvn\ > ] 16
SYSMAC CPM1
OMRDN
w
0
S3
sc I fJVtRTEP 3
; si
OOlOOIOOO'OO
1PCH_
n
03
O
Gambar3.8 Rangkaian Hardware PLC
02
rouT] OOOOOOOO
-^» RUN
QCH
CiD OOOOOOOOOOOO
0 01
0 CO
0 can
o n
o
1!
o
V
o
10
0
OVdc
. 24 Vttc
-56-
Keterangan in-put PLC;
v' PHT 00, adalah photocell untuk in-put sebagai perintah belt mesin multi line in dan multi line out bergeser kekiri atau kekanan.
S PX 01, adalah proximity untuk posisi center mesin pada saat awal start automatis.
S LS 02, adalah limit switch untuk balas maksimum geser kiri mesin multi line in.
S LS 03, adalah limit switch untuk batas maksimum geser kanan mesin multiline in.
S LS 04, adalah limit switch untuk batas maksimum geser kiri mesin multi line out.
•/ LS 05, adalah limit switch untuk baLas maksimum geser kanan mesin multi line out.
S S 07, adalah selector untuk menaikan nilai timer / jarak belt mesin bergeser dan menaikan nilai counter untuk sinkronisasi mesin multi line.
S S 08, adalah selector untuk menumnkan nilai timer / jarak belt mesin bergeser dan menurunkan nilai counter untuk sinkronisasi mesin multi line.
■/ S 09, adalah sakelar tekan ( pushbutton ) untuk RESET atau start awal mesin multi line dan memerintahkan mesin pada posisi center, apabila digunakan bersamaan S 07 dan S 08 akan berfunsi untuk
menaikan / menurunkan nilai counter sinkronisasi.
-57-
■/ Mb 01 dan Mb 02, adalah kontak yaiig berasal dari inverter untuk sinyal alarm. S PX 11, adalah proximity switch untuk menentukan pulsa counter yang dihasilkan dari putaran belt mesin printing. Keterangan out-put PLC:
S
SC, adalah command inverter 1 yang hams dihubungkan dengan command PLC.
• SI, adalah out-put PLC 00 dan 02 sebagai permtah inverter 1 dan inverter 2 supaya belt bergeser arah kanan.
S
S2, adalah out-put PLC 01 dan 03 sebagai perintah inverter 1 dan inverter 2 supaya belt bergeser arah kiri.
■/ LI ( X ), adalah lampu indicator alarm inverter atau indicator alarm apablla belt mesin printing berhenti / stop dan mesin multi line juga akan stop.
/ KA 1, adalah relay untuk menggerakan fan pendingin panel / fan sirkulasi udara. i
3.6 Perancangan Dan Pembuatan Program PLC
Dalam
perancangan
dan
pembuatan
program
PLC
dibagi
menjadi
beberapa kelompok program dimana group satu dengan group yang lainya saling berhubungan dan saling terkait dan tidak bisa dipisahtem.
-58-
3.6.1 Perancangan Program Penggerak Motor.
Program ini akan mengontrol gerakan mesin multi line in dan mesin multi line out yang masing masing digerakan oleh motor yang dapat diatur kecepatanya
oleh inverter, dimana masing-masing gerakan dikontrol oleb beberapa sensor yang yang ada di mesin multi line in dan mesin multi line out. Beberapa sensor akan mengatur gerakan dan posisi mesin, gerakan meliputi geser kanan dan geser kiri dengan jarak yang dapat diatur sesuai dengan kebutuhan yang dibatasi oleh sensor
limit switch untuk batas maksimum kanan dan b&tai maksimum kiri, dimana perintah gerakan dari photocell input yang ada di mesin multi line in. Perancangan program ini dapat dilihat dalam flow chart dan diagram tangga sebagai berikut.
{ [
PHT0.00ON 1,2,3 . .
_■•
L_.».
LS 005/OUfKR
Gambar 3.9 Flow Chart Program Penggerak Motor
60
ChJTQIQ
HFID02
STOP L* OUT . CWTtU
A\—
*»»
10 01
Oil
o.iij
NRDD1 &M OUT KRI
OH
61
HRJOD
MEMORY CJT KIRI
-63-
3.6.2 Perancangan Program Counter
Perancangan program counter ini akan mengontrol input proximity 11 yang diletakan pada beh konveyor mesin printing dimana puisa counter yang dihasilkan
akan dipakai untuk sinkronisasi mesin multi line in dan mesin multi line out dengan hitungan jarak mesin multi line in dan multi line out. Dan digunakan untuk mengontrol gerakan mesin multi line out untuk gerakan pertama, kedua, ketiga dan
sampai batas maksimum dibuat 10 gerakan, dimana apabila hitungan yang pertama selesai maka akan kembaii pada hitungan yang pertama lagi.
-I
HHI.OB
1II
HR1.H
0.11
H I-
1 I"
66
™10Q
tSTOI*
TH1D1
TIM1H2
TIM1Q3
TM1D4
67
-68-
3.6.3 Pcranciiiigan Program Pnncl Koiilrol Program ini berfungsi untuk mengontrol dan mengoperasikan mesin multi line in dan-^iesin multi line out dengan beberapa input diantaranya
pushbutton reset,
saklar die dan inc dan kontak relay. Diniana tombol reset akan memerintahkan mesin
multi line in dan multi line out bergerak kearah center mesin yang posisinya di proximity 01. Saklar inc dan dec akan mengontrol penambahan atau pengurangan timer / jarak gerakan mesin multi line in dan multi line out, Aplikasi tombol reset dan saklar inc dan dec akan mengontrol penambahan atau pengurangan nilai counter
untuk sinkronisasi mesin multi line in dan multi line out. Untuk kontak relay alarm
akan mengontrol gerakan niesin akan stop apabila terjadi kelebihan arus pada inverter atau motor.
11.11 or px cin wn
hjh
TIHHl
a oj
IS.OLJT.KN
L8.IN.KN
D.QQ
HI
FCiH
—
11.11
W PICeNT
null
11.11
11.1!
no*
Twain
■ma.t*
ii Hi
PEUBr$ ISl DU
70
1101
0.01
P LT
HI-
H
72
11 Dl
P LT
-II-
P_EO
--jh-
