TUGAS AKHIR
LENGAN ROBOT BERJALAN PEMINDAH OBJEK BERBASIS PLC Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Kelulusan Strata Satu ( S1 ) Program Studi Teknik Elektro (elektronika)
Nama NIM
Disusun oleh : Satya Pratama : 01400-072
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2007
Lembar Pengesahan
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR LENGAN ROBOT BERJALAN PEMINDAH OBJEK BERBASIS PLC
Disusun Oleh : Nama NIM Program Studi Peminatan
: : : :
Satya Pratama 01400 - 072 Teknik Elektro Elektronika
Menyetujui, Pembimbing Tugas Akhir
Koordinator Tugas Akhir
(Yudhi Gunardi, ST, MT)
( Yudhi Gunardi, ST, MT )
Mengetahui, Ketua Program Studi Teknik Elektro
( Ir. Budi Yanto Husodo, M.Sc )
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Abstrak
ABSTRAK
Programmable logic controller (PLC) adalah alat pengendali terpogram yang digunakan untuk mengendalikan mesin atu peoses produksi yang dirancang khusus agar dapat bekerja pada lingkungan industri dengan pengaruh noise listrik yang tinggi akibat dari mati hidupnya motor/ peralatan penggerak mesin produksi, serta pengaruh fluktuasi tegangan sumber. PLC dirancang dengan mempergunakan perangkat elektronika berbasis mikroprosesor yang bekerja secara digital, mempunyai sistem memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi dari fungsi logika, waktu, counter, register geser, fungsi untuk pengolahan data dan aritmatika, yang dikendalikan melalui sinyal-sinyal dari peralatan masukan luar. Sinyal-sinyal yang masuk diproses oleh unit pengolahan pusat/ CPU sesuai dengan instruksi-istruksi program yang telah ditentukan untuk menggerakkan keluaran yang berhubungan dengan bermacam-macam tipe mesin produksi. Masalah-masalah yang terjadi pada industri-industri yang mempergunakan PLC sebagai alat pengendali, yaitu sulitnya mendapatkan tenaga ahli yang memahami PLC, terutama dalam mengatasi gangguan serta perbaikan dalam sistem kontrol, pengembangan sistem kontrol yang telah ada serta perancangan baru untuk sistem kontrol mesin/ proses produksi, sehingga untuk mengatasi masalah tersebut industri mempergunakan tenaga ahli asing. Pada dunia pendidikan, materi mengenai PLC masih belum dikembangkan karena kurangnya informasi serta sulitnya untuk mendapatkan buku-buku referensi. Bertitik tolak dari masalah diatas, maka tugas akhir ini dibuat dengan tujuan untuk memberikan masukan mengenai : 1. Pengenalan Programmable Logic Controller (PLC). 2. Dasar-dasar pemrograman ladder diagram 3. Pengenalan parangkat input/ output PLC. 4. Alat industri yang diaplikasikan dilingkungan diluar dunia industri. Penekanan isi penulisan terletak pada teori-teori dasar tentang input/ output dan PLC itu sendiri dan tentang pemrograman yang dimasukan kedalam memori PLC dan tentang perancangan alat beserta keterangan-keterangan dari alat yang dibuat.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
iii
Daftar Tabel
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Spesifikasi input device................................................................. 10
Tabel 2.2
Spesifikasi output device ............................................................. 11
Tabel 2.3
Konfigurasi Unit CPU pada PLC CPM()A ................................... 12
Tabel 2.4
Teminal I/O ................................................................................... 12
Tabel 2.5
Indikator status PC ........................................................................ 13
Tabel 2.6
Memory map PLC ......................................................................... 14
Tabel 3.1
konfigurasi hardware PC minimum untuk PLC ............................ 46
Tabel 3.2
Konfigurasi software PC ............................................................... 47
Tabel 3.3
Alamat input dan kegunaannya ..................................................... 49
Tabel 3.4
Alamat output dan kegunaannya ................................................... 50
Tabel 3.5
Konfigurasi alamat sensor untuk INPUT PLC.............................. 52
Tabel 3.6
Konfigurasi alamat selenoid untuk output PLC ............................ 56
Tabel 4.1
Hasil pengujian PLC ..................................................................... 79
Tabel 4.2
Hasil pengujian sensor terhalang benda ........................................ 83
Tabel 4.3
Hasil pengujian sensor tidak terhalang benda ............................... 84
Tabel 4.4
Hasil pengujian sensor terhalang benda ........................................ 85
Tabel 4.5
Hasil pengujian sensor tidak terhalang benda ............................... 86
Tabel 4.6
Hasil pengukuran rangkaian power supply ................................... 87
Lengan Robot berjalan Pemindah Objek
x
Daftar Gambar
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Diagram blok PLC .......................................................................... 8
Gambar 2.2
Proximity induktif ......................................................................... 21
Gambar 2.3
Proximity kapasitif ........................................................................ 22
Gambar 2.4
Sensor Through Beam ................................................................... 24
Gambar 2.5
Sensor foto foto Difus Reflektif .................................................... 25
Gambar 2.6
Sensor foto tipe Retro Reflektif .................................................... 25
Gambar 2.7
Diagram hubungan antara limit switch dengan PLC .................... 26
Gambar 2.8
Penampang selenoid ...................................................................... 27
Gambar 2.9
Katup 5/2 ....................................................................................... 28
Gambar 2.10 Simbol Kapasitor........................................................................... 38 Gambar 2.11 Bagan Transformator .................................................................... 39 Gambar 2.12 Symbol mator DC ......................................................................... 42 Gambar 2.13 Penampang motor DC ................................................................... 42 Gambar 3.1
Diagram Blok Sytem ..................................................................... 44
Gambar 3.2
Rangkaian PLC CPMA-20 CDR-A .............................................. 48
Gambar 3.3
Diagram hubungan photo electric dengan PLC ............................ 51
Gambar 3.4
Diagram hubungan proximity dengan PLC .................................. 52
Gambar 3.5
Diagram hubungan antara limit switch dengan PLC .................... 54
Gambar 3.6
Rangkaian selenoid ....................................................................... 55
Gambar 3.7
Lengan robot berjalan pemindah objek (tampak dari depan)........ 57
xi Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek
Daftar Gambar
Gambar 3.8
Lengan robot berjalan pemindah objek (tampak dari samping).... 58
Gambar 3.9
Rangkaian catu daya ..................................................................... 59
Gambar 3.10 Wiring circuit of PLC ................................................................... 60 Gambar 3.11 Ladder diagram ............................................................................. 63 Gambar 3.12 Flow chart ..................................................................................... 75 Gambar 4.1
Pengujian sensor terhalang benda ................................................. 82
Gambar 4.2
Pengujian sensor tidak terhalang benda ........................................ 83
Gambar 4.3
Pengujian sensor terhalang benda ................................................. 84
Gambar 4.4
Pengujian sensor tidak terhalang benda ........................................ 85
Gambar 4.5
Pengukuran rangkaian power supply ............................................ 86
xii Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek
Bab I Gambaran Umum
BAB I GAMBARAN UMUM
1.1. Pendahuluan Didalam era perkembangan teknologi yang begitu cepat,hampir diseluruh lini kehidupan manusia teknologi sangat dibutuhkan, baik dalam ruang lingkup yang sederhana maupun yang paling rumit sekalipun. Didunia industri banyak sekali teknologi yang digunakan, baik teknologi yang rumit maupun yang sederhana. Dalam hal ini Programmable Logic Contoller (PLC) adalah suatu alat atau media teknologi canggih yang sudah dikembangkan dari alat kontrol konvensional yang rumit menjadi lebih mudah (user friendly). Pada zaman ini PLC adalah piranti yang sangat diandalkan oleh industriindustri yang bergerak diberbagai bidang
sebagai alat yang memenuhi
standarisasi industri, selain harga nya relatif murah, alat ini bisa diaplikasikan tidak hanya didunia industri saja, tapi bisa diaplikasikan untuk alat bantu kehidupan sehari-hari atau apapun yang memerlukan manfaat dari teknologi ini. Berdasarkan kegunaan PLC yang begitu kompleks, yang bisa digunakan untuk kepentingan apapun yang masih berhubungan dengan teknologi. Saya tertarik untuk membuat tugas akhir yang berbasiskan PLC, dengan harapan ada korelasi antara ilmu dengan dunia kerja saat ini.
1 Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab I Gambaran Umum
1.2 Tujuan Penulisan. Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah membuat gabungan sebuah miniatur alat industri yang berupa lengan robot dan sebuah rekayasa teknologi yang diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari yng dalam hal ini adalah suatu alat yang bisa dioperasikan diluar dunia industri, agar teknologi ini tidak hanya digunakan pada dunia industri ―biasanya― tapi bisa digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
1.3 Pokok-Pokok Pembahasan. Pada tugas akhir ini, akan dibahas hal-hal yang berhubungan dengan Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek yang dibuat. Hal-hal yang akan dibahas adalah teori dasar dari komponen-komponen utama, analisa alat, prinsip kerja alat dan pengujian alat.
1.4 Metode Penulisan. Metode penulisan tugas akhir ini dilakukan dengan beberapa cara yaitu: 1. Metode Kajian Pustaka Yaitu dengan cara melakukan penelusuran pustaka melalui referensi-referensi yang menunjang tema penulisan yang didapat dari perpustakaan maupun dari buku-buku panduan lainnya. 2. Metode Eksperimen/ Pengujian Yaitu dengan cara melakukan penelitian dan pengujian secara langsung terhadap alat yang dibuat baik dari sisi hard ware maupun dari sisi soft ware.
1.5 Sistematika Penulisan. Agar mudah dimengerti, maka tugas akhir ini harus disusun secara sistematis. Untuk itu penulis membaginya menjadi lima bab, dimana tiap babnya saling berhubungan antara satu dengan yang lainnya. Adapun pokok pembahasan masing-masing bab adalah sebagai berikut :
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
2
3
Bab I Gambaran Umum
BAB I GAMBARAN UMUM Berisikan hal-hal yang mendasari pengerjaan tugas akhir ini; seperti pendahuluan,
latar
belakang
masalah,
tujuan
penulisan,
pokok-pokok
pembahasan, metode penulisan dan sistematika penulisan. BAB II TEORI DASAR Bab ini berisikan teori dasar tentang pemrograman,komponen-komponen dan rangkaian yang berhubungan dengan alat yang dibuat sebagai gambaran awal tentang teori dasar yang menjadi landasan perancangan sebelum beralih ke bab berikutnya. BAB III PERANCANGAN SISTEM Menjelaskan bagian-bagian dari alat yang terdiri perancangan model perangkat keras (hard ware) dan perancangan perangkat lunak (soft ware).
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM Berisikan penjelasan tentang prosedur pengukuran, pengujian terhada sensor dan pengujian terhadap rangkaian keseluruhan. BAB V PENUTUP Bab ini berisikan kesimpulan serta saran-saran dari pembahasan tentang alat yang dibuat terutama dilihat dari hasil pengujian yang telah dilakukan.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
BAB II TEORI DASAR
2.1 Pendahuluan Berkembangnya teknologi sekarang ini menyebabkan semua bidang menjadi berubah dari manual menjadi otomatis khususnya dalam dunia industri, begitu pula di Negara kita berjalan amat pesat seiring dengan meluasnya jenis produk – produk industri, mulai dari apa yang digolongkan sebagai industri hulu sampai dengan industri hillir. Kompleksitas pengolahan bahan mentah menjadi bahan baku, yang berproses baik secara fisika maupun secara kimia, telah memacu manusia untuk selalu meningkatkan dan memperbaiki unjuk kerja sistem yang mendukung proses tersebut, agar semakin produktif dan efisien. Salah satu yang menjadi perhatian utama dalam hal ini ialah penggunaan sistem pengendalian proses industri (sistem kontrol industri). Dalam era industri modern, sistem kontrol proses industri biasanya merujuk pada otomatisasi sistem kontrol yang digunakan. Sistem kontrol industri dimana peranan manusia masih amat dominan ( misalnya dalam merespon besaran-besaran proses yang diukur oleh sistem kontrol tersebut dengan serangkaian langkah berupa pengaturan panel dan saklar-saklar yang relevan ) telah banyak digeser dan digantikan oleh sistem kontrol otomatis. Sebabnya jelas mengacu pada faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi dan produktivitas industri itu sendiri, misalnya faktor human error dan tingkat keunggulan yang ditawarkan sistem kontrol tersebut. Salah satu sistem kontrol yang amat luas pemakaiannya ialah Programmable Logic Controller (PLC). Penerapannya meliputi berbagai jenis industri mulai dari industri rokok, otomotif, petrokimia, kertas, bahkan sampai pada industri tambang, misalnya pada pengendalian turbin gas dan unit industri lanjutan hasil pertambangan. Kemudahan transisi dari sistem kontrol sebelumnya ( misalnya dari sistem 4 Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
kontrol berbasis relay mekanis ) dan kemudahan trouble-shooting dalam konfigurasi sistem merupakan dua faktor utama yang mendorong populernya PLC ini. Dalam tulisan ini mecoba memberikan gambaran ringkas tentang PLC dari sudut pandang piranti penyusunnya.
5 Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
6
2.2 Definisi PLC Sebuah
perkumpulan
membentengi PLC yaitu NEMA
dalam
bidang
industri
kelistrikan
yang
( The National Electrical Manufacturers
Association ) mendefinisikan PLC sebagai piranti elektronika digital yang menggunakan memori yang bisa diprogram sebagai penyimpan internal dari sekumpulan instruksi dengan mengimplementasikan fungsi-fungsi
tertentu,
seperti logika, sekuensial, pewaktuan, perhitungan, dan aritmetika, untuk mengendalikan berbagai jenis mesin ataupun proses melalui modul I/O digital dan atau analog. PLC merupakan sistem yang dapat memanipulasi, mengeksekusi, dan atau memonitor keadaan proses pada laju yang amat cepat, dengan dasar data yang bisa diprogram dalam sistem berbasis mikroprosesor integral. PLC menerima masukan dan menghasilkan keluaran sinyal-sinyal listrik untuk mengendalikan suatu sistem. Dengan demikian besaran-besaran fisika dan kimia yang dikendalikan, sebelum diolah oleh PLC, akan diubah menjadi sinyal listrik baik analog maupun digital, yang merupakan data dasarnya. Karakter proses yang dikendalikan oleh PLC sendiri merupakan proses yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan urut untuk mencapai kondisi akhir yang diharapkan. Dengan kata lain proses itu terdiri beberapa subproses, dimana subproses tertentu akan berjalan sesudah subproses sebelumnya terjadi. Istilah umum yang digunakan untuk proses yang berwatak demikian ialah proses sekuensial (sequential process). Sebagai perbandingan, sistem kontrol yang populer selain PLC, misalnya Distributed Control System (DCS), mampu menangani proses-proses yang bersifat sekuensial dan juga kontinyu (continuous process) serta mencakup loop kendali yang relatif banyak. PLC terdiri dari sebuah CPU yang berisi sebuah program input dan output, serta interface modul dimana langsung terhubung dengan peralatan I/O ( I/O devices ). Input device dapat berupa switch, sensor, push button, keypad yang merupakan Interface antara manusia dengan mesin. Output device dapat berupa motor, solenoid, led, display, lampu, relay indikator.
Bab II Teori Dasar
CPU adalah mikroprosesor yang mengkoordinasi segala kegiatan, aktivitas dari sistem PLC yang mengeksekusi program, memproses I/O signal dan komunikasi dengan peralatan eksternal ( luar ), juga merupakan sumber dari pengambilan keputusan. Memori merupakan bagian dari CPU yang berfungsi sebagai media penyimpanan program PLC. Beberapa tipe memori adalah sebagai berikut: 1) ROM ( read only memory ) Adalah memori yang tidak dapat dirubah dan hanya dapat diprogram hanya satu kali saja, maka dari itu kurang cocok untuk PLC, sehingga menyebabkan tidak banyak PLC yang menggunakan ROM. 2) RAM ( random access memory ) Adalah memori yang biasanya digunakan untuk menyimpan program dan data dari user data yang ada. Data pada RAM bisa hilang jika tidak ada sumber tenaga atau power dimatikan. Masalah ini dapat diselesaikan dengan penggunaan baterai pada PLC sebagai backup power ( tenaga cadangan ). 3) EPROM ( erasable programmable read only memory ) EPROM menyimpan data secara permanen seperti halnya ROM, tidak membutuhkan backup baterai. Data dari EPROM dapat dihapus dengan cara menyinari EPROM dengan sinar ultraviolet. Sebuah program writer dibutuhkan untuk memprogram ulang memori. 4) EEPROM ( electricaly erasable programmable read only memory ) EEPROM merupakan gabungan dari kemampuan akses yang fleksibel dari RAM dan penyimpanan data yang tidak mudah terhapus dari EPROM menjadi satu. Isi dan data yang berada dalam EEPROM dapat dihapus dan diprogram ulang dengan menggunakan signal listrik, tetapi biasanya penghapusan dan pemprograman ulang dapat dilakukan untuk beberapa kali saja. Dalam sebuah sistem otomatis, PLC dapat diumpamakan sebagai jantung dari sistem kontrol dengan sebuah program aplikasi kontrol yang tersimpan dalam memori PLC, PLC akan secara konstan memonitor keadaan dari sebuah sistem melalui peralatan input yang mengeluarkan signal feedback kemudian program logic yang ada di PLC akan menentukan tindakan yang harus
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
7
Bab II Teori Dasar
8
dilakukan berdasarkan feedback tersebut. Respon yang dibuat PLC tersebut akan mengirim signal output ke beberapa rangkaian peralatan output. PLC dapat digunakan untuk mengontrol tugas yang sederhana dan berulang-ulang.
Berikut ini adalah gambar diagram blok dari PLC :
CONSOLE POWER PERSONAL COMPUTER
SUPPLY
Signal dari
Signal CPU
untuk Switch,
INPUT
OUTPUT
Interface
Interface
Solenoid,
MEMORY
Sensor, dll
Motor, dll Gambar 2.1 Diagram Blok PLC
Jika ditinjau dari segi arsitekturnya maka PLC merupakan sebuah komputer yang didesain khusus untuk digunakan pada mesin-mesin industri. Komputer ini sudah didesain untuk digunakan pada lingkungan industri, dilengkapi dengan spesial input / output dan suatu bahas program untuk kontrol. PLC juga mempunyai beberapa kemampuan yaitu sebagai: Relay switching, Operasi aritmatika, seperti penjumlahan-pembagian dan Melakukan perbandingan content register. Beberapa keuntungan yang dimiliki PLC jika dibandingkan dengan Control Wired Logic yaitu : 1) Sifat kerja controlled devicenya pada wired logic bersifat spesifik atau khusus sedangkan pada PLC bersifat umum.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
2) Skala kontrolnya pada wired logic hanya mencakup skala kecil dan medium saja sedangkan pada PLC dapat bekerja pada skala medium dan luas. 3) Penggantian dan penambahan komponen pada wired logic sulit sedangkan pada PLC mudah. 4) Perawatannya pada wired logic sangat sulit sedangkan pada PLC mudah. 2.3 Struktur PLC Seperti halnya komputer, pada PLC juga terdapat bagian-bagian yang penting yaitu : 2.3.1 Central Processing Unit (CPU) Bagian dari PLC dimana program diproses dan merupakan sumber dari pengambilan keputusan. Pada CPU terdapat memori yang berfungsi sebagai media penyimpanan program PLC. 2.3.2 Input / Output Section Bagian interfacing antara peralatan industri yang high power dengan rangkaian elektronik yang low power di dalam PLC. 2.4 Input Dan Output Device 2.4.1 Input Device Kehandalan dari system otomatis sangat tergantung pada kemampuan dari PLC untuk membaca dari variasi-variasi tipe sensor otomatis dan input manual lainnya. Sensor otomatis dapat berupa proximity switch, photoelectric sensor dan lainnya. Sedangkan input manual dapat berupa push-button, keypad dan toggle switch. Tipe dari input sinyal dapat berupa ON / OFF logic ( input digital ) atau berupa input analog. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel berikut :
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
9
Bab II Teori Dasar
10
Tabel 2.1 Spesifikasi Input Devices Tipe
Item
Spesifikasi
Input
Input Voltage
24VDC +10%-15%
Analog
Input Impedansi
00000-00002: 2 KΩ
Input Current
lainnya 4.7 KΩ
Input
00000-0002: 12mA lainnya 5 mA Input
ON Voltage
Minimal 14.4 VDC
Digital
OFF Voltage
Maximal 5.0 VDC
On Delay
Maximal 8 ms
OFF Delay
Maximal 8 ms
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
11
2.4.2 Output Devices Output devices dapat berupa: motor, solenoid, relay indikator heater dan lain-lainnya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 2.2 Spesifikasi Output Devices Item
Spesifikasi
Tipe Output
Semua jenis sinyal keluaran
Max.Switching Capacity
2 A, 250VAC (cos o = 1) 2A, 24 VDC ( 4 A/ Common)
Min. Switching Capacity
10 mA, 5 VDC
ON Delay
Maximum 15 ms
OFF Delay
Maximum 15 ms
2.5 Scan Cycle Di dalam PLC terdapat istilah scan cycle yaitu proses dari membaca input yang dilanjutkan mengeksekusi program sampai mengeluarkan output. Sedangkan waktu yang diperlukan selam proses scan cycle tersebut berlangsung disebut dengan scan time. Lamanya scan time tersebut tergantung dari panjang program yang dibuat oleh user.
2.6 Klasifikasi PLC Omron Dalam perancangan alat untuk tugas akhir disini penulis menggunakan PLC CPM1A-20CDR-A yang dikeluarkan oleh Omron, maka disini penulis hanya
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
12
akan membahas tentang PLC Omron saja. PLC Omron ini dapat diklasifikasikan menjadi 3 berdasarkan jumlah I/O dan kemampuannya yaitu : 1) Mini
: Tipe CPM()A
2) Medium
: Tipe CQM, C200H()
3) Large
: Tipe CVM, CV, CSI
Pada tipe CPM(), I/O sudah tergabung bersama CPU sedangkan pada CQM1 dan C200H(), I/O membutuhkan unit lain. Untuk konfigurasi unit CPU dari PLC CPM()A dapat dinyatakan pada tabel dibawah ini : Tabel 2.3 : Konfigurasi unit CPU pada PLC CPM()A Nomor Terminal I/O 10
Input
Output
6 point
4 point
20
12 point
8 point
30
18 point
12 point
40
24 point
16 point
Power Supply AC DC AC DC AC DC AC DC
Model Nomor CPM1A-10CDR-A CPM1A-10CDR-D CPM1A-20CDR-A CPM1A-20CDR-D CPM1A-30CDR-A CPM1A-30CDR-D CPM1A-40CDR-A CPM1A-40CDR-D
2.7 Arsitektur Dari PLC-CPM1A Tabel berikut ini menunjukan bit-bit yang dialokasikan ke terminal I/O pada CPU-CPM1A dan modul ekspansi serta indikator status dari PC.
Tabel 2.4 : Terminal I/O Nomor I / O Terminal Pada CPU 10
20
CPU Terminal Input
Output
Expansion I/O Unit
Input
Power Supply
Output
6 point : 4 point : 00000-00005 01000-01003
AC DC
12 point : 8 point : 00000-00011 01000-01007
AC DC
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
NOMOR MODEL
CPM1A10CDR-A CPM1A10CDR-D CPM1A20CDR-A CPM1A-
Bab II Teori Dasar
13
30
18 point : 12 point : 00000-00011 01000-01007 00100-00105 01100-01103
36 point : 24 point : 00200-00211 01200-01207 00300-00311 01300-01307
AC DC
40
24 point : 16 point : 00000-00011 01000-01007 00100-00111 01100-01107
00400-00411 01400-01407
AC DC
20CDR-D CPM1A30CDR-A CPM1A30CDR-D CPM1A40CDR-A CPM1A40CDR-D
Tabel 2.5 : Indikator Status PC
Status ON OFF ON OFF
Keterangan Power sedang disupply ke PC Power tidak dihubungkan ke PC PC beroperasi pada mode Run atau monitor PC dalam mode Program atau telah terjadi fatal error
ON Flashing OFF ON OFF
Telah terjadi fatal error (operasi PC berhenti) Telah terjadi fatal error (operasi PC berlanjut) Menunjukan operasi berjalan normal Data sedang ditransfer melalui Peripheral Port Data tidak sedang ditransfer melalui Peripheral Port
Indikator Power (hijau) Run (hijau)
Error / Alarm (merah) Comm (orange)
Selain terdapat indikator status PC, terdapat pula indikator input yang akan menyala saat terminal input yang sesuai ON. Saat kesalahan fatal terjadi indikator input berubah sebagai berikut : 1. Kesalahan CPU atau kesalahan bus I/O : indikator input menjadi OFF. 2. Kesalahan memori atau kesalahan sistem : indikator tetap mengindikasi status yang ada saat kesalahan terjadi walaupun status input diubah.
2.8 Memory Map Pada memori di PLC dibagi menjadi beberapa tempat dan juga setiap tempat memiliki tugas dan fungsinya sendiri-sendiri. Tabel dibawah ini menunjukan bagian-bagian memori dari PLC :
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
14
Tabel 2.6 : Memory Map PLC Data Area IR Are Input Area
Word IR 000- IR 009 (10 word)
Bit IR 00000-IR 00915 (160 bit)
Output
IR 010 – IR 019 (10 word)
IR 01000-IR 01915 (160 bit)
Work Area
IR 200 –IR 231 (32 word)
IR 20000-IR 23115 (512 bit)
Bit work dapat digunakan secara bebas bersama program
SR Area
SR 232 – SR 255 (24 word)
SR 23200-IR 23115 (384 bit)
Bit ini berfungsi sebagai bit tertentu seperti flag dan bit control
TR Area
---
TR 0 – TR 7 (8 bit)
Fungsi bit ini untuk menyimpan sementa rastatus ON/OFF saat daya dimatikan
HR Area
HR 00 – HR 19 (20 word)
HR 0000-HR 1915 (320 bit)
Bit menyimpan data dan menahan status ON/OFF saat daya dimatikan
AR Area
AR 00 – AR 15 (16 word)
AR 0000-AR 1515 (256 bit)
Bit ini berfungsi tertentu seperti flag dan bit control
LR Area
LR 00 – LR 15 (16 word)
LR 0000-LR 1515 (256 bit)
Dipakai untuk 1:1 data link dengan PC lain
Timer / counter Area
TC 00 – TC 127
Jumlah yang sama digunakan untuk timer dan counter
DM Area Read/write
DM 0000 – DM 0999 DM 1022 – DM 1023(1022 word)
Data DM berfungsi hanya dalam word. Nilai word ditahan hanya selama daya mati
Flag Error
DM 1000 – DM 1021 (22 word)
Read-Only
DM 6144 – DM 6599 (456 word) DM 6600 – DM 6655 (56 word)
Berfungsi untuk menyimpan waktu kejadian dan kode error yang terjadi. Word ini dapat digunakan sebagai read/write DM biasa saat fungsi error log tidak digunakan Tidak dapat ditulis ulang dari program Berfungsi untuk menyimpan berbagai parameter dalam operasi kontrol pada PC
Area
Setup PC
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Fungsi Bit-bit ini dapat ditempatkan ke terminal I/O
Bab II Teori Dasar
15
Catatan : 1) Bit IR dan bit LR yang tidak digunakan dalam program dapat digunakan sebagai bit kerja. 2) Data dari HR area, LR area, counter area dan Read / Write area dicadang oleh sebuah kapasitor. Pada suhu 25 derajat celcius kapasitor akan mencadang memori untuk 20 hari. 3) T/C bisa digunakan sebagai data word bila diambil nilai Pvnya tetapi bisa sebagai data bit untuk outputnya. 4) Data dalam DM6144 ke DM6655 tidak dapat ditulis ulang melalui program, tapi mereka dapat diubah melalui peralatan peripheral. 5) Khusus untuk Auxiliary Relay (AR) area, Data Memory (DM) area dan Special Relay (SR) area terdapat dalam lampiran.
2.9 Console Console adalah suatu alat yang berbentuk seperti kalkulator yang digunaka utuk membuat program, mejalakan program serta untuk memoitor program pada PLC. Tetapi selain console, kita juga dapat menggunaka PC dengan memakai software CX-Programmer dan menggunakan adapter RS 232C sebagai penghubung antara PC dengan PLC untuk mentransfer Ladder Diagram yang sudah dibuat.
2.10 Instruksi PLC Instruksi –instruksi dasar yang ada pada pemrograman adalah: 1) LD (Load) Instruksi ini digunakan sebagai permulaan dari sebuah rangkaian. Contoh: 00000
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
LD 00000
Bab II Teori Dasar
16
2) AND Instruksi untuk rangkaian seri (logika AND). Kondisi rangkaian sebelumnya akan di AND dengan bit bersangkutan. Contoh : LD 00000 AND TIM000
3) OR Instruksi untuk rangkaian paralel (logika OR). Kondisi rangkaian sebelumnya akan di OR dengan bit bersangkutan. Contoh:
00001 LD 00001 OR CNT001 CNT001
4) OUT Instruksi ini digunakan untuk meng-output-kan hasil suatu rangkaian. Contoh: 00000
00003 01000
00002
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
LD 00000 OR 00002 AND 00003 OUT 01000
Bab II Teori Dasar
17
5) NOT Instruksi ini digunakan untuk melukiskan NC. Contoh: LD NOT 00000
6) TIM Instruksi untuk mengaktifkan suatu ON-Delay Timer. Timer tersebut mempunyai resolusi 0.1 detik. Contoh: TIM
LD 00000
N SV
00000
N : Addres SV: Setting Timer ( t = SV*0.1 dt)
Timer ini adalah timer hitung mundur(Count Down ). Nilai PV dari timer ini akan direset bila terjadi power off. 7) CNT Instruksi untuk mengaktifkan suatu penghitung mundur ( count-down counter). Contoh: CNT
CP
N SV
R
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
LD 00000 LD 00001 CNT 001 R : Reset CP:Count Pulse
Bab II Teori Dasar
18
8) KEEP Seperti Set-Reset Flip-Flop. Bila input Reset OFF dan input set berubah dari OFF ke ON, maka output akan ON pada saat transisi tersebut. Output tersebut tetap akan ON meskipun input set kembali ke posisii OFF. Bila input Reset ON, maka output akan Off, tidak terpengaruh oleh kondisi input set. Contoh: S 01100
R
LD 00000 LD 00001 OUT 01100
9) DIFU (13) - Differentiate Up Bila kondisi input berubah dari kondisi OFF ke ON (Rising Edge), maka output akan ON selama 1 scan time.
Contoh: DIFU 10000
10) DIFD(14)-Differentiate Down Bila kondisi input berubah dari kondisi ON ke OFF (falling edge), maka output akan ON selama 1 scan time. Contoh: DIFD 10001
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
2.11 Istilah-Istilah Teknik Sensor adalah salah satu peralatan dimana informasi atau data tentang situasi terakhir disekitar alat dikumpulkan untuk digunakan oleh program pengendali. Terdapat berbagai jenis sensor yang tersedia dan bentuk serta ukurannya juga bermacam - macam tergantung pada prinsip kerjanya. Untuk keperluan perancangan sistem disini penulis menggunakan sensor photoelekcric ( tipe Retroreflektif ), Sensor temperatur serta limit switch. Sehingga nantinya hanya akan membahas sensor photoelectric, Sensor Temperatur, serta limit switch saja. Pada sensor terdapat beberapa istilah-istilah teknik yang perlu diperhatikan yaitu : Linearitas, sensitivitas dan tanggapan frekuensi.
2.11.1 Linearitas Ada banyak sensor yang menghasilkan keluaran yang berubah secara continue sehingga tanggapan terhadap masukan juga berubah secara continue, hal inilah yang dimaksud dengan linearitas. Dalam banyak kasus sensor dengan tanggapan linear lebih disukai karena terdapat hubungan yang sederhana antara masukan dengan keluarannya hal ini akan memudahkan dalam hal kalibrasi sensor. Sensor dengan tanggapan non linear akan lebih peka pada temperatur yang tinggi daripada temperatur yang rendah.
2.11.2 Sensitivitas Sensitivitas akan menunjukan seberapa jauh kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur. Sensitivitas sering jga dinyatakan dengan bilangan yang menunjukan “perubahan keluaran dibandingkan unit perubahan dalam masukan”, contohnya sensor panas tertentu dapat memiliki kepekaan yang dinyatakan dengan “satu volt per derajat”, artinya perubahan satu derajat pada masukan akan menghasilkan perubahan satu volt pada keluarannya.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
19
Bab II Teori Dasar
20
2.11.3 Tanggapan Frekuensi Tanggapan
frekuensi
pada
sensor
menunjukan
seberapa
cepat
tanggapannya terhadap perubahan pada masukan. Frekuensi adalah jumlah siklus dalam satu detik dan diberikan dalam satuan hertz (Hz). Satu hertz berarti satu siklus perdetik, satu kilohertz berarti 1000 siklus perdetik.
2.12 Sensor Proximity Sensor proximity adalah suatu jenis sensor yang akan aktif bila benda obyek tertentu didekatkan padanya, yang memiliki sifat kerja secara tidak langsung membutuhkan kontak langsung dengan obyeknya. Terdapat dua macam sensor proximity yang dibedakan berdasarkan jenis obyeknya yaitu :
2.12.1 Sensor Proximity Induktive a) Untuk mendeteksi benda obyek yang dapat menghasilkan ‘eddy current’ bila dikenai medan magnet. Obyek yang seperti ini adalah benda logam pada umumnya. b) Prinsip kerjanya seperti transformator, kondisi pada kumparan sekunder akan mempengaruhi kondisi kumparan primer. Kumparan primernya pada proximity adalah ‘detecting coil’ yang diletakkan pada permukaan dteksi, sedang obyek seperti kumparan sekunder yang terminalnya
terhubung
singkat.
Sehingga
bila
detecting
coil
diosilasikan, bila obyek didekatkan maka seolah seperti beban yang ditambah pada kumparan sekunder dan akan mengecilkan amplitudo osilasi pada sisi primer.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
21
INDUKTIF
O/P
Oscilator Cct.
Rectifier Cct
Switching Cct.
Power Supply
POWER SUPPLY
Gambar 2.2. Proximity Induktif
2.12.2 Sensor Proximity Capasitive a) Untuk mendeteksi benda obyek yang mudah terpolarisasi muatan elektrostatis di dalamnya bila dikenai medan listrik statis. Obyek seperti ini adalah isolator dengan konstanta dielektrikum tinggi dan konduktor. b) Prinsip kerjanya memanfaatkan efek polarisasi muatan. Bila dua penghantar yang saling berhadapan dan tak saling bersentuhan dihubungkan pada kutub yang berlawanan dari sebuah sumber tegangan, maka pada permukaan penghantar yang berhadapan tersebut akan terkonsentrasi muatan listrik statis yang berlawanan jenis dan sama besar. Bila jaraknya kemudia diubah (misal didekatkan) maka kerapatan muatannya akan berubah (misal membesar). Energi untuk menambah kerapatan muatan diambil dari sumber tegangan tersebut, sehingga perubahan kerapatan muatan menyebabkan perubahan arus dari sumber.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
22
CAPASITIF
Oscilator Cct
Rectifier Cct.
Switching Cct.
O/P Base Electrode
Power Supply
Power Supply
Gambar 2.3. Proximity Capasitif
2.13 Sensor Proximity berdasarkan sumber arus listrik yaitu : 1) Sensor Proximity DC a) Jenis ini pada umumnya dapat dicatu dengan 12 – 24 Vdc. b) Untuk sensor proximity DC dengan 3 kabel, 2 kabelnya digunakan sebagai jalur catu daya sedang kabel sisanya adalah singnal output. Bila bentuk rangkaian output proximity merupakan ‘current sink’ (penarik arus) maka beban dihubungkan ke terminal output dan terminal catu positif. c) Sedangkan bila output proximity merupakan ‘current source’ (pemberi arus) maka beban dihubungkan ke terminal output dan terminal negatif. d) Pada sensor proximity DC 2 kabel, salah satu terminal dihubungkan secara langsung ke salah satu kutub catu daya sedang terminal lain harus diseri dengan beban sebelum dihubungkan pada kutub yang lain dari catu daya.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
23
2) Sensor Proximity AC a) Jenis ini hanya memiliki 2 kabel, salah satu kabel langsung dihubungkan pada terminal catu AC, sedangkan kabel yang lain harus diseri dengan beban sebelum dihubungkan pada terminal yang lain dari catu AC. b) Pengujian dari sensor ini dilakukan dengan cara menggunakan sensor tersebut untuk mendeteksi apakah ada logam didekatnya atau tidak. Apabila ada logam didekatnya maka sensor akan mengirimkan singnal output pada device outpunya. Untuk mengetahui sensor proximity itu baik atau tidak maka kita dapat mrnggunakan bantuan power supply DC dan kita lakukan pengecekan dengan mendekatkan logam pada sensor tersebut, dan kita lihat apakah sensor tersebut mengirimkan data signal yang berubah atau tidak dari keadaan awalnya. Dimana bila tidak ada logam didekatnya maka sensor proximity tersebut akan OFF, dan apabila ada logam didekatnya maka sensor tersebut akan ON dengan siganl output yang dikirimkan adalah high. Pin yang ditest adalah pin output. Pada saat “ON” (ada obyek didekatnya) ; Tipe NPN : Tegangan output besarnya 0 volt dibanding ground, Tipe PNP : Tegangan output besarnya + volt dibanding ground.
2.14 Sensor Photoelektrik Sensor digunakan untuk
menditeksi dan merespon kondisi yang
berubah pada lingkungan kerja dengan merubah besaran fisik menjadi sinyal eiektrik yang dibutuhkan controller. Sistem otomatis mempakan kontrol closed loop yang membutuhkan sensor untuk mendeteksi keluaran sehingga dapat dibandingkan dengan set point oleh controller. Penggunaan sensor dilakukan untuk dapat menentukan variabel kehadiran objek, kecepatan gerak objek, temperatur objek dan masih banyak variabel lainnya yang masih dapat diukur.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
24
Photoelectric sensor merupakan sensor yang tergolong dalam jenis sensor optikal. Sensor ini menggurakan LED (Light Emitting Diode) sebagai sumber cahaya yang mengeluarkan dan memancarkan sinar (emitter) yang terpantul ke penerima (receiver). Sensor foto yang digunakan terdiri dari transmitter dan receiver, yang mana transmitternya mengandung LED yang memancarkan sinar infra merah. Jika ada obyek yang lewat, maka sinar infra merah akan terhalang sehingga akan menentukan keadaan output dari sensor foto. Berdasarkan cara mendeteksi objeknya, Photoelectric sensor dapat digolongkan sebagai berikut, yaitu :
2.14.1 Through Beam. Sensor jenis ini memiliki pemancar (Tx) dan penerima (Rx) yang terpisah dan merupakan sensor yang terjauh jarak jangkauannya. Perbedaan antara terang / gelapnya sangat jelas dan tidak terpengaruh warna objeknya. Bentuk fisiknya ditunjukan pada Gambar 2.4.
RX
TX
OBJEK
Gambar 2.4 Sensor Through Beam
2.14.2 Diffuse Reflektif Sensor jenis ini pemancar dan penerima dikomposisikan pada suatu tempat. Objek digunakan sebagai alat refleksi. Jarak sensor maksimum sekitar 20 cm, dan untuk membedakan terang / gelapnya sangat kritis. Biasanya dikemas dalam bentuk yang kompak sehingga mudah dipasang. Sensor-sensor ini bekerja berdasarkan dua keadaan, yaitu :
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
25
a) DARK-ON
: Sensor ini akan ON jika cahaya masuk ke
penerima terhalang b) LIGHT-ON
: Sensor akan ON jika ada cahaya masuk ke
penerima.
Untuk jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.5.
TX/RX
Sumber cahaya/penerima Objek terdeteksi
Gambar 2.5 Sensor foto tipe difuse reflektif
2.14.3 Retroreflektif Pada sensor photoelectric tipe retroreflektif
sumber cahaya dan
penerima menjadi satu tetapi penerima hanya dapat menerima cahaya yang dipantulkan pada sudut tertentu oleh cermin khuus. Cermin khusus tersebut diberikan bersama photoelectric yang bersangkutan. Apabila cahaya tidak diterima oleh penerima maka sensor ini akan aktif. Jarak lensa terhadap sensor tergantung jenis dan besar lensa serta spesifikasi sensor. Target retroreflektif Sumber cahaya / penerima
0 0
Gambar 2.6 Sensor foto tipe Retroreflektif
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
26
2.15 Limit Switch Limit Switch merupakan input untuk PLC, limit switch dan phus button dapat di katakan memiliki cara kerja yang berbeda dengan sensor photoelectric limit switch bekerja bila ada kontak phisik yang di dapatkan dari luar komponen limit switch tersebut. Bila saklar tersentuh maka limit switch aktif dan memberikan masukan ke pada PLC limit switch jarang di gunakan karena limit switch mudah terganggu kestabilan akibat terlalu sering menerima tekanan di saklar sehingga posisi limit switch dapat bergeser sedangkan pada sensor hal itu tidak terjadi karena sensor tidak perlu di sentuh agar aktif.
Gambar 2.7 Diagram Hubungan Antara Limit Switch Dengan PLC
2.16 Selenoid ( Direction Control Valve Selenoid) Selenoid hampir sama dengan choice yaitu kumparan kawat yang melingkari sebuah batang besi, dan akan menghasilkan gaya meda magnet jika di dalam kumparan kawat tersebut dialiri tegangan listrik. Sehingga batang besi yang berada didalam kumparan tersebut akan menjadi bersifat magnet selama tegangan listrik masih mengalir dalam lilitan kumparan kawat. Karena batang besi tersebut sudah bersifat magnet,
sehingga dapat
menarik benda yang terbuat dari besi juga yang berada tepat diatas kumparan tersebut, dalam hal ini memiliki sifat Normaly Close. Yang berarti pada kondisi awalnya pitu telah tertutup apabila solenoid tersebut dialiri arus listrik, karena
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
27
medan magnet menarik pintu besi. Selenoid akan terbuka apabila arus listrtik terputus.
P I N T U
P I N T U
Kumparan Dengan inti Besi lunak
Gambar 2.8 Penampang Selenoid
2.17 Katup 5/2 Katup jalan 5/2 mempunyai lima lubang dan dua posisi kontak. Katup ini terutama dipakai sebagai elemen control terakhir untuk menggerakkan silinder. Katup geser-memanjang adalah contoh katup jalan 5/2. Sebagai elemen control, katup ini memiliki sebuah piston control, yang dengan dengan gerakan horisontalnya menghubungkan atau memisahkan saluran yang sesuai. Tenaga pengoperasiannya adalah kecil, sebab tidak ada tekanan udara atau tekanan pegas yang harus diatasi (prinsip dudukan bola atau dudukan piring). Pada katup geser-memanjang semua cara pengaktifan-manual, mekanis, elektris atau pneumatic, adalah mungkin. Juga untuk mengembalikan katup keposisi awal, dapat digunakan dengan cara pengaktifan ini. Jalan pengaktifan jauh lebih panjang dari katup dudukan. Dalam memasang katup-geser, perapatan menjadi masalah. Perapatan yang sudah dikenal dalam hidrolik “ logam pada logam” memerlikanpengepasan piston geser secaratepat ke dalam rumahnya. Pada katup pneumatic, jarak antara dudukan dan rumahnya tidak boleh lebih dari 0.002-0.004 mm, kalau tidak
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
28
kerugian kebocoran akan menjadi lebih besar. Untuk menghemat biaya pemasangan yang mahal dudukan sering memakai seal jenis O. Untuk menjaga kerusakan seal, lobang sambungan bisa ditempatkan di sekitar kelilnig dudukan. Semua jenis aktuasi dapat digunakan pada katup geser longitudinal (manual, mekanik, listrik dan pneumatic), yang juga untuk reset ke posisi awal. Metode lain dari seal adalah menggunakan sebuah dudukan piring penutup dengan gerakan memutus-menghubung relative kecil. Dudukan piringan seal menyambung saluran masukan 1(P) ke saluran keluaran 2(B) atau 4(A). Seal kedua pada kumparan piston menghubungkan saluran pembuangan ke lubang pembuangan. Ada tombol manual yang menumpang pada setiap akhir dari pengoperasian katup secara manual. Katup 5/2 dengan pilot udara ganda mempunyai sifat memori control. Posisi pensakelaran terakhir dipertahankan sampai posisi pensakelaran yang baru diawali oleh sinyal pilot posisi yang berlawanan dari sinyal terakhir. Posisi yang baru ini disimpan sampai sinyal yang lain diberikan.
Gambar 2.9 Katup 5/2
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
29
2.18 Pneumatik Sebelum tahun 1950 pneumatik telah banyak digunakan sebagai media kerja dalam bentuk energi tersimpan. Era tahun 1950-an kebutuhan sensor dan prosesor berkembang sejalan dengan kebutuhan penggerak. Perkembangan ini membantu operasi kerja yang dikontrol dengan menggunakan sensor untuk mengukur keadaan dan kondisi mesin. Pengembangan sensor, prosesor dan actuator memungkinkan munculnya berbagai sistem pneumatik. Sejalan dengan munculnya system tersebut, berbagai komponen terus dikembangkan baik berupa perubahan material, proses manufaktur, dan proses disainnya. Silinder pneumatic banyak dipakai sebagai penggerak linear, karena harganya yang relative murah, mudah dipasang, sederhana dan konstruksi yang kokoh serta mudah diperoleh dalam berbagai ukuran dan langkah kerja.
Karakteristik umum dari silinder pneumatic adalah sebagai berikut: A. Diameter
: 6 sampai 320 mm
B. Panjang Langkah
: 1 sampai 2000 mm
C. Gaya
: 2 sampai 50000 N
D. Kecepatan Piston
: 0.02 sampai 1 m/s
Sifat-sifat fisika dari udara: Permukaan bumi ini ditutupi oleh mantel udara. Udara adalah campuran gas yang terdiri atas senyawa Nitrogen 78 % dan senyawa Oksigen 21 %. Sisanya adalah campuran Karbondioksida, argon, hydrogen neon, helium, krypton dan xenon. Untuk memahami susunannya dengan baik, berikut disertakan besaran fisikanya. Data-data ini berdasarkan “Sistem Satuan International” atau yang disingkat SI. Keunggulan dan karakteristik khas dari udara bertekanan : a) Ketersediaan
: Udara praktis terdapat dimana-
mana dalam
jumlah yang tidak terbatas. b) Transportasi
: Udara dengan sangat mudah
ditransportasikan
melalui pipa saluran sampai jarak yang jauh.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
c) Penyimpanan
30
: Udara bertekanan dari kompresor dapat disimpan dalam tabung untuk dipergunakan, sehingga kompresor tidak perlu hidup terus menerus. Selain itu tangki (botol) penyimpanan mudah dipindahpindahkan.
d) Temperatur
: Udara-bertekanan relative tidak peka terhadap perubahan
temperature.
Hal
ini
menjamin
pengoperasian yang handal, bahkan dalam kondisi yang ekstrim sekalipun. e) Tahan Ledakan
: Udara - bertekanan tidak mengandung resiko terbakar atau meledak.
f) Bersih
: Udara-bertekanan tanpa lubrikas adalah bersih. Meskipun ada yang keluar ( dari kebocoran pipa atau
komponen
)
tidak
menyebabkan
pencemar terhadap lingkungan. Ini penting sekali dalam industri makanan, kayu, dan tekstil. g) Konstruksi
: Elemen kerja mempunyakonstruksi komponen yang sederhana dengan demikian harganya murah.
h) Kecepatan
: Udara-bertekanan merupakan media kerja yang cepat. Kecepatan kerja yang tinggi dapat tercapai.
i) Pengaturan
: Dengan menggunakan komponen-komponen udara bertekanan, kecepatan dan gaya dapat diatur.
j) Beban berlebih
: Perkakas dan elemen kerja pneumatic aka tetap aman terhadap beban berlebih yang diberikan. Peralatan akan berhenti, tanpa ada kerusakan sedikitpun.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
31
2.18.1 Hal-hal yang perlu diketahui dalam udara bertekanan. Agar dapat lebih cermat menentukan cakupan dari aplikasi pneumatic, tentu harus diketahui pula kekurangan-kekurangannya. a). Pengadaan
: Udara yang bertekanan harus disiapkan dengan baik untuk mencegah timbulnya resiko keausan komponen pneumatic yang terlalu cepat karena partikel debu dan kondensasi.
b).Mampu dimampatkan
: Udara-bertekanan dapat dimampatkan, sehingga
tidak
mungkin
kecepatan
piston
yang
diperoleh
teratur
dan
konstan. c).Gaya
: Udara-bertekanan hanya efisien sampai kebutuhan gaya tertentu. Pada tekanan kerja normal antara 6 sampai 7 bar ( 600700 pKa) dan kondisi lintasan dan kecepatan tertentu, maka gaya berkisar antara 20.000 sampai dengan 30.000 Newton.
d).Gangguan Suara
: Udara buangan menimbulkan suara yang sangat bising. Tetapi masalah ini dapat diatasi
secara
baik
dengan
adanya
material peredam suara dan silencer. e).Biaya
: Pemakaian
udara
yang
bertekanan
memerlukan biaya yang relative mahal. Biaya
energi
yang
mahal
dikompensasikan oleh harga komponen yang murah dan prestasi kerja yang tinggi.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
32
2.19 Aktuator Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energi kerja yang dimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistem control dan actuator bertanggung jawab pada sinyal control melalui elemen control terakhir. Jenis lain dari bagian keluaran digunakan untuk mengindikasikan status control sistem atau actuator. Aktuator pneumatic bisa diuraikan pada dua kelompok gerak lurus dan putar :
2.19.1 Silinder kerja-tunggal Dengan memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston, sisi yang lain terbuka ke atmosfir. Silinder hanya bisa memberikan gaya kerja pada satu arah. Gerakan piston kembali masuk diberikan oleh gaya pegas yang ada di dalam silinder atau memberi gaya dari luar. Gaya pegas yang ada didalam silinder direncanakan hanya untuk mengembalikan silinder pada posisi mulai dengan alasan agar kecepatan kembali tinggi pada kondisi tanpa beban. Menurut konstruksinya silinder kerja-tunggal dapat melaksanakan berbagai fungsi gerakan, seperti: a) Menjepit benda kerja b) Pemotongan c) Pengeluaran d) Pengepresan e) Pemberian dan Pengangkat
Prinsip konstruksi silinder kerja-tunggal mempunyai seal piston tunggal yang dipasang pada sisi suplai udara bertekanan. Pembuangan udara pada sisi batang piston silinder dikeluarkan ke atmosfir melalui saluran pembuangan . Jika lubang
pembuangan
tidak
diproteksi
dengan
sebuah
penyaring
akan
memungkinkan masuknya partikel halus dari debu ke dalam silinder yang bisa merusak seal.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
33
Apabila lubang pembuangan ini tertutup akan membatasi atau menghentikan udara yang akan dibuang pada saat silinder gerakan keluar, dan gerakan akan menjadi tersentak-sentak atau terhenti. Seal terbuat dari bahan yang fleksibel yang ditanamkan ke dalam piston dari logam atau
plastik. Selama
bergerak permukaan seal bergeser dengan permukaan silinder. Ada bermacam-macam perencanaan silinder kerja-tunggal termasuk yaitu silinder membran (diafragma) dan silinder membran dengan rol. Konstruksi silinder membran adalah tidak adanya gerakan geser dan pergeseran sepanjang gerakannya sangat kecil sekali. Silinder ini banyak dipakai untuk gerakan langkah yang pendek seperti untuk penjepitan, penstempelan muncul, dan pengangkatan.
2.19.2 Silinder kerja-ganda Prinsip konstruksi silinder kerja-ganda adalah sama dengan silinder kerja-tunggal. Tetapi tidak memiliki pegas pengembali, dan dua lubang saluran dipakai sebagai saluran masukan dan saluran pembuangan. Silinder kerja-ganda mempunyai keuntungan yaitu bisa dibebani pada kedua arah gerakan batang pistonnya. Ini memungkinkan pemasangannya lebih fleksibel. Gaya yang diberikan pada batang piston adalah lebih besar untuk gerakan keluar daripada gerakkan masuk. Karena efektif permukaan piston dikurangi pada sisi batang piston oleh luas permukaan batang piston. Silinder aktif adalah dibawah control suplai udara pada kedua arah gerakannya. Pada prinsipnya panjang langkah silinder dibatasi, walaupun faktor lengkungan dan bengkokan yang diterima batang piston harus diperbolehkan. Seperti dengan silinder kerja-tunggal, pada silinder kerja-ganda, piston dipasang dengan seal jenis cincin O atau membrane (diafragma). Adapun yang termasuk jenis ini adalah : a) Rodless Aktuator pneumatic gerak lurus kerja-ganda(silinder tanpa batang
piston) terdiri dari tabung bulat dan piston rodles. Piston
dalam silinder bisa bergerak dengan bebas berdasarkan pada aktuasi
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
34
pneumatic, tapi tidak ada sambungan terminal positif. Piston dipasangi dengan magnet dihasilkan antara penggeser dan piston. Begitu piston didorong oleh udara bertekanan secara serempak menggerakkan penggesernya. Komponen mesin yang akan dipindahkan ditempatkan diatas pembawa. Perencanaan silinder ini dikhususkan dipakai untuk panjang langkah silinder sampai 10 m. Tambahan penampilan rancangan rodless adalah pemasangan yang disediakan tipis pada pembawa jika dibandingkan dengan jenis dan konstruksi batang piston. b) Gerakan Putar 1) Motor Udara 2) Aktuator yang berputar (putar) Gambaran rancangan actuator pneumatic berputar adalah : a). Kecil dan kokoh b). Hasil pekerjaan presisi, oleh karena itu sangat efisien. c). Tersedia dengan sensor tanpa sentuh. d). Pemidahan yang dapat diatur. e). Dibuat dari logam ringan. f). Cara pemasangannya mudah. Aktuator rotari yang kompak sesuai pada robot dan pemegang material dimana ada kendala dari tempat atau ruangan.
2.20 Unit Pemelihara Udara Bertekanan Udara bertekanan untuk penggunaan pneumatic harus dapat memadai dan memiliki kualitas yang baik. Kerusakan dalam sistem pneumatik bisa dikurangi jika udara bertekanan dipersiapkan dengan benar. Adanya kebutuhan udara yang tinggi pada tahapan pemakaian tertentu maka dibutuhkan sistem distribusi udara yang mampu memberikan jumlah udara yang tinggi dan tekanan stabil pula. Kombinasi ukuran dan jenis yang benar dari elemen ini ditentukan oleh penerapan dan permintaan dari sistem kontrol. Unit
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
35
pemeliharaan udara dipasang pada setiap jaringan kerja sistem kontrol untuk menjamin kualitas udara bagi tiap tugas sistem kontrol. Unit pemelihara Udara terdiri atas :
A. Penyaring udara bertekanan Penyaring udara bertekanan
mempunyai tugas memisahkan semua yang
mencemari udara bertekanan yang mengalir melaluinya, sebagaimana juga memisahkan air yang telah terkondensasi. Udara bertekanan masuk ke dalam mangkuk penyaring melalui lubang masukan. Tetes air dan butiran kotoran dipisahkan dari udara bertekanan dengan prinsip sentrifugal dan jatuh ke bagian bawah mangkuk penyaring. Kumpulan air yang ditampung oleh mangkuk penyaring harus dikeluarkan sebelum mencapai batas maksimum yang ditunjukkan oleh mangkuk. Kalau tidak, air ini akan mengalir kembali bersama udara bertekanan kedalam sistem.
B. Pengatur Tekanan Udara Kegunaan pengatur adalah untuk menjaga tekanan kerja (tekanan sekunder) relative konstan meskipun tekanan udara turun naik pada saluran distribusi ( saluran primer ) dan bervariasinya pemakaian udara.
C. Pelumas udara bertekanan Kegunaan alat ini untuk menyalurkan oil berupa kabut dalam jumlah yang dapat diatur, lalu dialirkan ke system distribusi
dari system control dan
komponen pneumatic yang membutuhkannya. Pada prinsipnya, udara bertekanan harus kering, bebas dari minyak. Untuk beberapa komponen udara berlubrikasi adalah merusak yang lain, tetapi untuk komponen daya, lubrikasi justru sangat diperlukan. Lubrikasi dari udara bertekana, seharusnya dibatasi pada bagian tertentu, jika lubrikasi diperlukan. Untuk hal ini, diperlukan minyak khusus. Minyak yang terbawa udara dari kompresor tidak cocok bila digunakan untuk lubrikasi komponen system control.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
36
Masalah yang sering terjadi dengan lubrikasi yang berlebihan adalah : A. Gangguan pada komponen yang terlubrikasi secara berlebihan. B. Polusi pada lingkungan. C. Pengaratan terjadi setelah komponen diam dalam waktu yang lama. D. Kesulitan di dalam pengaturan lubrikasi yang tepat. Walupun hal tersebut diatas adalah masalah, tetapi lubrikasi diperlukan pada hal-hal berikut yaitu gerakan bolak balik yang sangat cepat dan silinder diameter besar ( 125 mm ke atas ), lubricator seharusnya dipasang langsung dekat dengan silinder. Pemilihan penyaring
udara yang benar memegang peranan yang sangat
penting dalam pengadaaan udara bertekanan yang bagus kualitasnya untuk system. Parameter penyaring udara adalah ukuran porinya. Ukuran pori penyaring menunjukkan ukuran partikel-partikel minimum yang dapat disaring dari udara bertekanan. Tekanan konstan adalah prasyarat agar operasi kontrrol pneumatic bebas dari kesalahan. Untuk mendapatkan tekanan yang konstan, pengatur tekanan dipasang sealiran dengan filter udara dan mempunyai kegiatan yaitu menjaga kestabilan tekanan tanpa memperhatikan fluktasi tekanan atau pemakaian udara dalam sistem. Tekanan udara seharusnya disesuaikan dengan kebutuhan masing-masing instalasi.
2.21 Kompressor Supaya dapat menjamin keandalan pengendalian pneumatic,harus disediakan udara yang kualitasnya memadai. Termasuk di dalamnya adalah factor-faktor sebagai berikut : udara yang bersih, kering, dan tekanan yang tepat. Pemilihan jenis kompresor tergantung dari jumlah udara yang dibutuhkan, tekanan, kualitas, kebersihan dan bagaimana pengeringannya Kompresor adalah penyedia udara bertekanan ke semua unit pneumatic, dan kompresor dapat juga berfungsi untuk mengisi tangki atau tabung udara dan sebagai cadangan udara dalam jangka waktu tertentu. Bagian utama dari kompresor terdiri dari motor dan tabung udara.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
37
Jenis kompresor : A. Kompresor torak, terbagi atas : 1). Kompresor piston 2). Kompresor diafragma B. Kompresor piston rotary, terbagi atas : 1). Kompresor rotasi sudut geser 2). Kompresor ulir aksial ganda 3). Roots blower C. Kompresor alir, terbagi atas : 1). Kompresor aliran radial 2). Kompresor aliran aksial
2.22 Kapasitor Kapasitor banyak digunakan dalam sirkuit elektronik dan mengerjakan berbagai macam fungsi. Pada dasarnya kapasitor merupakan alat penyimpan muatan listrik yang dibentuk dari dua permukaan ( piringan ) yang berhubungan, tetapi dipisahkan oleh suatu penyekat. Bila electron berpisah daei satu plat ke plat yang lain, akan terdapat muatan diantara mereka pada medium penyekat tadi. Muatan ( bersimbol Q ) diukur dengan satuan Coloumb dan kapasitor yang memperoleh muatan listrtik akan mempunyai tegangan antara terminal sebesar V volt. Kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan disebut kapasitansi yang dapat diukur berdasarkan muatan yang dapat disimpan pada suatu kenaikan tegangan.
Kapasitansi, C = muatan(Q) tegangan (V)
C = Q farad(F) V
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
38
Gambar 2.10 Symbol Kapasitor
Kapasitor menahan arus searah (DC = direct current) dan melewatkan arus bolak-balik (AC = alternating current). Kapasitansi mempunyai satuan farad. Satu farad adalah harga kapasitansi yang besar sekali, sehingga jarang sekali digunakan. Jadi kapasitor lebih sering mempunyai ukuran satuan : mikrofarad, pikofarad dan nanofarad. Kapasitor mempunyai bermacam-macam jenis. Yang membedakan kapasitor yang satu dengan kapasitor yang lainnya adalah bahan yang digunakan sebagai dielektrikumnya. Macam-macam kapasitor : keramik, mika (milar), tantalum. Variabel kapasitor : trimer, elektrolit kondensator (elko). Kapasitor elektrolit mempunyai kapasitansi yang besar dalam dimensi bahan kapasitor yang kecil. Ujung-ujungnya mempunyai polaritas ( kutub + dan kutub - ). Jadi pemasangan elko harus tepat benar. Kapasitor mempunyai batas tegangan yang diijinkan, harga ini biasa ditulis dibawah harga kapasitansi, batas tegangan ini harus lebih tinggi dibanding tegangan tertinggi yang ada di rangkaian.
2.23 Dioda Dioda terbuat dari bahan semi konduktor yang dicampur secara khusus sehingga dapat menghasilkan dua keadaan, katoda dan anoda. Anoda bermuatan lebih positif dibandingkan dengan katoda. Dengan keadaan tersebut diatas dioda berkembang menjadi bermacammacam jenis sesuai dengan proses pembuatannya, bahan dan penerapannya. Dioda yang biasa dipakai pada sirkit sumber daya, dioda ini meratakan arus AC,
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
39
memperbolehkan arus lewat tetapi memblokir arus kembali. Terbuat dari silikon sehingga kemampuan dan keandalannya tinggi disamping mampu dilewati arus yang besar dan dapat bekerja pada suhu yang tinggi. Dioda zener dan dioda tunel dirancang untuk beroperasi pada tegangan mundur (reverse bias) dimana katoda diberi tegangan lebih positif terhadap anodanya. Keduanya akan bekerja bila mendapat tegangan lebih besar atau sesuai dengan tegangan tembusnya (break down voltage). Dioda tunel mempunyai tegangan tembus mencapai 0 volt sedangkan dioda zener diantara 6,3 V ; 7,5 V ; 9 V ; 10 V ; 12 V.
2.24 Transformator Transformator adalah alat untuk memindahkan daya arus listrik bolakbalik dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya secara induksi elektro magnetik. Bagian-bagian penting dari transformator : 1) Inti / teras / kern. 2) Gulungan primer, dihubungkan dengan sumber listrik. 3) Gulungan sekunder, dihubungkan dengan beban.
L1 U1
Np ep
L2
Ns
U2 2
3
Gambar 2.11 : Bagan Transformator
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
es
Bab II Teori Dasar
40
Keterangan bagan transformator : U1 : tegangan primer U2 : tegangan sekunder l1 : arus primer I2 : arus sekunder ep : GGL induksi pada kumparan primer es : GGL induksi pada kumparan sekunder Np : jumlah lilitan pada kumparan primer Ns : jumlah lilitan kumparan sekunder Φb : fluks magnetik bersama ( mutual fluks )
2.24.1 Prinsip Kerja Transformator Apabila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan, maka akan mengalir arus bolak-balik I1 pada kumparan tersebut. Oleh karena kumparan mempunyai inti, arus I1 menimbulkan fluks magnet yang juga berubah – ubah pada intinya. Akibat adanya fluks magnet yang berubah – ubah, pada kumparan primer akan timbul GGL induksi ep. Fluks magnet yang menginduksi GGL induksi ep juga dialami oleh kumparan sekunder karena merupakan fluks bersama ( mutual fluks ). Dengan demikian fluks tersebut menginduksi GGL induksi es pada kumparan sekunder. Apabila transformator dianggap ideal, sehingga dianggap tidak terdapat kerugian – kerugian daya, maka daya input dapat dianggap sama dengan daya output maka : P input = P output U1 . I1 = U2 . I2
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab II Teori Dasar
2.25 Motor DC Pada prinsipnya mesin listrik dapat berlaku sebagai motor maupun generator. Perbedaannya hanya terletak dalam konversi dayanya. Motor adalah suatu mesin listrik yang mengubah daya masuk listrik menjadi daya keluar mekanik, sedangkan generator mengubah daya masuk mekanik menjadi daya keluar listrik. Ada 2 macam motor yang umum digunakan yaitu : 1) Motor induksi ( Arus bolak-balik ) 2) Motor arus searah ( DC ) Prinsip motor DC adalah segulungan kawat yang dialiri arus listrik dan ditempatkan didalam suatu medan magnet, akibatnya gulungan kawat ini akan menghasilkan medan magnet yang mengakibatkan perputaran antara medan magnet bertolak belakang. Setiap jenis memiliki 2 bagian dasar : 1) Bagian yang tetap / stasioner yang disebut stator. Stator ini 2) menghasilkan medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil ( elektro magnet ) ataupun magnet permanen. 3) Bagian yang berputar disebut rotor . motor ini berupa sebuah koil dimana arus listrik mengalir. Cara kerja motor DC sangatlah sederhana, arus listrik mengalir ke koil melalui sikat-sikat yang selalu berhubungan dengan komutator yang ditekan oleh pegas, aliran arus pada koil akan menghasilkan medan magnet yang berlawanan dengan medan magnet dari magnet stator, sehingga menyebabkan koil berputar berlawanan, apabila arus tetap mengalir ke arah semula koil akan diam di posisi vertikal. Setelah berputar sejauh 90 derajat, akibatnya komuntator akan menyebabkan aliran arus yang mengalir melalui koil berbalik kearah semula. Begitulah siklus ini terjadi berulang-ulang.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
41
Bab II Teori Dasar
42
+ MOTOR DC
Gambar 2.12 Simbol Motor DC
rotor
putaran
stator
sikat
komutator
Gambar 2.13 Penampang Motor DC
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
BAB III PERANCANGAN SISTEM ALAT
3.1 Pendahuluan Rancangan yang baik dan matang dari sebuah sistem amat sangat diperlukan. Sebelum melakukan pembuatan alat, maka langkah awal adalah membuat suatu rancangan atau sketsa untuk memudahkan dalam praktek pembuatannya. Perancangan yang baik dan matang dilakukan dengan membuat suatu diagram blok, dimana setiap blok mempunyai fungsi tertentu dan secara keseluruhan membentuk sistem dari alat yang dibuat sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. Pada tahap perancangan juga memperhitungkan keadaan finansial yang pasti, agar dapat tercapai apa yang diinginkan, juga dilakukan pemilihan komponen, serta perhitungan-perhitungan secara akademis sehingga alat yang dibuat dapat bekerja secara maksimal. Ketersediaan komponen di pasaran juga merupakan salah satu pertimbangan agar tidak mengalami kesulitan dalam pembuatannya. Setelah diagram blok dibuat maka setiap blok dibuat sketsa rangkaian sesuai dengan fungsinya. Dengan sistem blok ini maka akan memudahkan pengecekan bila terjadi kesalahan dalam rangkaian.
43 Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
44
3.2 Perancangan Model Perangkat Keras Perangkat keras yang telah dibuat ini tidak memerlukan keakuratan atau perhitungan yang sangat presisi, tapi tidak juga dibuat secara asal-asalan. Oleh karna itu, tanpa mengenyampingkan profesionalisme karya tulis ini, maka alat ini dibuat dengan pertimbangan yang matang tanpa mengurangi fungsi alat yang semestinya, bahkan fungsinya jadi lebih bervariasi dibanding alat yang ada didunia industri sesungguhnya. Dan tentunya perancangan alat ini tidak juga lebih sempurna dengan alat-alat didunia industri yang mempunyai tingkat keakuratan dan biaya material yang tinggi. Oleh karna itu, dilihat dari kepentingan untuk membuat tugas akhir, alat ini hanya digunakan hanya untuk simulasi aplikasi saja
3.2.1 Diagram Blok Sistem Sistem Aplikasi Programmable Logic Control ( PLC ) yang diaplikasikan sebagai Lengan robot berjalan pemidah objek ini dirancang menggunakan pusat pengontrolan yang bernama Programmable Logic Controller (PLC) berjenis CPM1A-20CDR-A yang dikeluarkan oleh OMRON sebagai pusat pengendaliannya. Secara keseluruhan sistem yang ada pada rancangan alat ini dapat dilihat melalui diagram blok
yang mewakili piranti-piranti input,
pengendali dan piranti-piranti output seperti yang direpresentasikan dengan blokblok diagram dibawah ini :
S E L E N O ID
SENSOR P H O T O E L E C T R IK
SENSOR P R O X IM IT Y
PLC
L IM IT S W IT C H
M OTOR DC
Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
45
Dari diagram blok diatas, dapat dilihat bahwa sistem pada alat ini dapat dikelompokkan menjadi lima bagian, yaitu : 1)
Bagian Personal Computer ( PC ), yaitu : penulisan dan pemrograman dapat juga dikerjakan dengan menggunakan komputer yang dilengkapi dengan perangkat lunak untuk membuat diagram tangganya (ladder diagram) atau membuat program berupa mnemonic code, seperti pada perangkat lunak CX-Programmer Ver 2.1 Juga bisa digunakan sebagai penghubung antara user dengan pusat pengendali, yang merupakan salah satu sarana selain perangkat console (perangkat genggam) untuk mendownload program ke dalam PLC. Dan setelah program di-download ke dalam PLC maka PC akan berubah fungsi sebagai pengontrol aliran kerja program yang tentunya setelah tidak ada masalah dengan kerja alat.
2)
Bagian Pusat Pengendali, yang merupakan alat terpenting yang berjenis PLC CPM1A-20CDR-A digunakan sebagai pengendali dari keseluruhan system yang ada.
3)
Bagian Input, terdiri sensor Photo electric untuk mendeteksi objek yang akan dipindahkan kedalam Basket (keranjang, sensor Proximity sebagai input pengeksekusi program jepit objek dan program tarik objek, limit switch sebagai inputan pengeksekusi program putar, program gerak kanan kiri dan program naik turun
4)
Bagian Output, terdiri dari Selenoid 5/2 sebagai pengatur masukan udara untuk silinder penjepit, silinder naik atau turun tarik dorong dan silinder putar, serta motor DC berfungsi untuk memutar ban kanan dan kiri yang ada di belakang.
5)
Bagian Obyek, adalah benda /objek yang akan diambil /dipindahkan oleh lengan robot kedalam keranjang, dalam hal ini bola sebagai objek.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
46
3.2.2 Personal Computer ( PC ) PC diperlukan pada saat pertama kali alat ini dibuat yaitu saat membuat dan mendownload program untuk system kerja alat. Untuk membuat program pada PLC diperlukan suatu software yaitu yang disebut dengan CX-Programmer. CX-programmer merupakan sebuah aplikasi software yang dibuat oleh OMRON Corporation
yang dikeluarkan tahun 1999-2001 sebagai program pendukung
yang digunakan untuk membuat program, monitoring dan mengontrol yang kompatibel dengan PLC OMRON. Komputer yang menjalankan program ini dapat dihubungkan ke PROM writer untuk mengaktifkan operasi PROM atau ke printer untuk mengaktifkan pencetakan program, memori daerah data dan informasi yang lain. Untuk dapat digunakan harus memperhatikan keadaan dari PC karena CX-Programmer ini membutuhkan konfigurasi hardware dan software yang tertentu. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel 3.1 : Konfigurasi Hardware PC Minimum Untuk PLC HARDWARE
SPESIFIKASI
Processor
80386, 80486 atau Pentium
Memori utama
Minimal terdapat 535 Kbyte (558 Kbyte jika interface Sysmac Net digunakan)
Harddisk
Minimal terdapat disk kosong sebesar 9 Mbyte
Expansion
1,2 Mbyte
memori Floppy disk
3,5” 2 HD
Keyboard
Tombol-tombol yang diperlukan : Home, Escape, Control, Page up, Page down, Backspace, F1 - F10, End, Insert, Delete, Tab
Display
Color / monochrom EGA / VGA (mode EGA)
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
47
Tabel 3.2 : Konfigurasi software PC Minimum Untuk PLC
SOFTWARE
SPESIFIKASI
DOS
Version 3,20 / versi yang diatasnya
Windows
Windows 98 keatas (kecuali Windows 2000 harus merubah konfigurasi (HYMEM SYS+EMM 386=CONFIG SYS)
PC juga dapat diset ke posisi sebagai berikut : 1) Program, yang digunakan untuk membuat program atau membuat modifikasi / perbaikan ke program yang sudah ada. 2) Monitor, yang digunakan ketika mengubah nilai setting dari counter ke timer ketika PLC sedang beroperasi. Pada mode ini kita dapat melakukan online editing. 3) Run, yang digunakan untuk mengoperasikan program tanpa dapat mengubah nilai setting yang dapat diubah pada posisi monitor. 3.2.3 Pusat Pengendali Pusat pengendali merupakan inti dari rancangan alat ini yang mengatur tata kerja alat secara keseluruhan. Untuk mengendalikan semua proses dalam rancangan alat ini maka dibutuhkan satu prosessor sederhana. Rancangan alat ini dibangun dengan menggunakan PLC CPM1A20CDR-A yang dikeluarkan oleh OMRON sebagai pusat pengendalinya. Dengan menggunakan PLC ini kebutuhan akan kecepatan operasi, media penyimpanan data dan program telah terpenuhi.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
48
Gambar 3.2 Rangkaian PLC CPM1A-20CDR-A. Untuk memudahkan dalam pengerjaannya, harus diketahui berapa jumlah masukan dan jumlah keluaran yang diperlukan. Selain itu juga perlu ditentukan komponen mana yang berfungsi sebagai masukan dan komponen mana
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
49
yang berfungsi sebagai keluaran serta mementukan alamat-alamat yang digunakan sebagai masukan dan keluaran. Setelah data yang diperlukan sudah lengkap maka dalam penyusunan program dapat dengan mudah dilakukan sehingga ladder diagram dari sistem kerja tersebut dapat dibuat dengan efektif dan efisien serta sempurna. Untuk memperlihatkan alamat dari input dan output yang digunakan serta kegunaannya diperlihatkan pada table 3.3 dan 3.4. sebagai berikut ini :
Table 3.3. Alamat Input dan Kegunaannya. ALAMAT INPUT
PENGGUNAAN
L1 Arus dari PLN 0 V AC L2 Arus dari PLN 220 V AC COM Arus -24 VDC pada output PLC = 0 (000)00 + 24 VDC Limit Switch 1 (bawah kiri) (000)01 0 VDC Limit Switch 2 (bawah kanan) (000)02 0 VDC Limit Switch 3 (samping belakang) (000)03 0 VDC Limit Switch 4 (samping depan) (000)04 0 VDC Limit Switch 5 (vertikal bawah) (000)05 0 VDC Limit Switch 6 (vertikal atas) (000)06 0 VDC Proximity 1 (depan) (000)07 0 VDC Proximity 2 (belakang)
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
50
(000)08 0 VDC Photo Electrick 1 (tembok) (000)09 0 VDC Photo Electrick 2 (bola/ objek)
Tabel 3.4. Alamat Output dan Kegunaannya. ALAMAT OUTPUT
PENGGUNAAN
COM 00 Tidak terpakai COM 01 -24 VDC, Untuk alamat output (010)01 COM 02 -12 VDC, Untuk alamat output (010)02 & (010)03 COM 03 -24 VDC, Untuk alamat output (010)04 & (010)05 & (010)06 (010)00 Tak terpakai (010)01 Tak terpakai (010)02 (-) motor ban kanan (010)03 (-) motor ban kiri (010)04 Selenoid 1 (keranjang + putar lengan) (010)05 Selenoid 2 (Naik dan Turun) (010)06 Selenoid 3 (maju-mundur) (010)07 Selenoid 4 (Penjepit)
3.2.4 Rangkaian Input Rangkaian input pada rancangan alat disini, terdiri dari 3 rangkaian, yaitu : rangkaian sensor photo electric,rangkaian sensor proximity inductive dan rangkaian limit switch.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
51
3.2.4.1 Photo Electric Sensor Photo electric sensor adalah sensor yang bekerja mempergunakan sarana cahaya. Sebuah sumber cahaya akan mengeluarkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu. Bagian penerima akan menerima cahaya tersebut secara langsung ataupun melalui pantulan. Sensor Photo electric digunakan untuk mendeteksi benda kerja yang akan diambil dan untuk mendeteksi rintangan dalam hal ini tembok. Jenis sensor yang digunakan adalah difuse reflective, sinar yang dipancarkan diterima oleh photodetector akibat ada pantulan sinar dari transmitter/ TX ke benda dan pantulan cahaya dari benda diterima oleh receiver/ RX sensor. Sensitifitas dari sensor cahaya ini dapat diatur melalui pengatur sensitifitas yang terdapat pada sensor tersebut. Sensor jenis ini dapat membedakan terang / gelap dengan sangat kritis. Biasanya dikemas dalam bentuk yang kompak sehingga mudah dipasang. Hubungan sensor photo electric dengan PLC digambarkan pada gambar 3.3.
I N P U T
+
OUT
TX / RX
ALAMAT
COM
–
+
POWER
24 VDC
Gambar 3.3 Diagram Hubungan Photo electric Dengan PLC
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
52
3.2.4.2 Proximity Sensor Proximity sensor adalah sensor yang akan aktif bila ada suatu benda obyek “tertentu” didekatkan padanya. Bekerjanya sensor ini tidak membutuhkan kontak langsung dengan obyek, tapi dengan catatan benda harus berada didaerah jangkauan sensor ini. Sensor proximity digunakan sebagai batas cylinder yang diposisikan untuk pergerakan maju mundur, proximity disini bekerja karena adanya medan magnet yang terdapat diujung piston didalam silnder kerja ganda, proximity akan aktif bila pada saat ujung piston silinder mengenai medan sensor. Hubungan sensor proximity dengan PLC digambarkan pada gambar 3.4.
I N P U T
ALAMAT
COM
–
+
24 V DC Gambar 3.4. Diagram Hubungan Proximity Dengan PLC
Tabel 3.5. Konfigurasi Alamat Sensor Untuk INPUT PLC ALAMAT
JENIS SENSOR DAN PENGGUNAAN
INPUT (000)00 Limit Switch 1 : Sebagai sensor aktif pada saat lengan berada pada posisi bawah kiri.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
53
(000)01 Limit Switch 2 : Sebagai sensor aktif pada saat lengan berada pada posisi bawah kanan.
(000)02 Limit Switch 3 : Sebagai sensor aktif pada saat keranjang berada pada posisi samping belakang. (000)03 Limit Switch 4 : Sebagai sensor aktif pada saat keranjang berada pada posisi samping depan. (000)04 Limit Switch 5 : Sebagai sensor aktif pada saat lengan berada pada posisi dari atas ke bawah. (000)05 Limit Switch 6 : Sebagai sensor aktif pada saat lengan berada pada posisi dibawah menuju keatas, setelah Proximity 2 aktif. (000)06 Proximity 1 : Sebagai sensor aktif pada saat lengan berada pada posisi maju, setelah Photo Electrick 2 aktif (pada saat objek/bola terdeteksi). (000)07 Proximity 2 : Sebagai sensor aktif pada saat lengan berada pada posisi maju ke belakang/ mundur, setelah Proximity 1 aktif. (000)08 Photo Electrick 1 : Sebagai sensor aktif pada saat sensor ini terhalang tembok/ benda yang lebih tinggi dan lebih jauh dari objek. (000)09 Photo Electrick 2 : Sebagai sensor aktif pada saat sensor ini terhalang oleh objek yang posisinya lebih dekat dari penghalang/ tembok.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
54
3.2.4.3 Limit Switch Limit Switch yang digunakan pada rancang bangun inii sebanyak 6 buah. Yang digunakan untuk batas kiri & kanan bawah, vertikal atas bawah, krnjang maju & mundur. Hubungan limit switch dengan PLC ditunjukkan seperti pada gambar 3.5.
I N P U T
Limit Switch
ALAMAT
COM – 24 V DC
+
Gambar 3.5 Diagram Hubungan Antara Limit Switch dengan PLC
Prinsip Kerja :. Sistem ini akan aktif atau tidak aktif jika sylinder yang bersangkutan menekan limit switch yang berada di setiap sisi cylinder. Setiap cylinder terdapat 2 buah Limit Switch. 3.2.5 Rangkaian Output Rangkaian output pada perancangan alat ini, terdiri dari dua rangkaian, yaitu selenoid dan Motor DC.
3.2.5.1 Rangkaian Selenoid Pada rancangan alat ini, menggunakan 4 selenoid 5/2 dipakai untuk mengaktifkan a. Putar lengan b. Naik dan turun lengan c. Maju dan mundur lengan d. Penjepit
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
55
Gambar 3.6. Rangkaian Selenoid
Keterangan Gambar 1.0
= Actuating Cylinder ( memutar lengan).
2.0
= Actuating Cylinder ( Menurunkan dan menaikkan lengan ).
3.0
= Actuating Cylinder ( maju dan mundur lengan ).
4.0
= Actuating Cylinder ( Penjepit ).
1.01
= Orifice Check Valve ( Pengatur Volume Udara ).
1.02
= Orifice Check Valve ( Pengatur Volume Udara ).
2.01
= Orifice Check Valve ( Pengatur Volume Udara ).
2.02
= Orifice Check Valve ( Pengatur Volume Udara ).
3.01
= Orifice Check Valve ( Pengatur Volume Udara ).
3.02
= Orifice Check Valve ( Pengatur Volume Udara ).
4.01
= Orifice Check Valve ( Pengatur Volume Udara ).
4.02
= Orifice Check Valve ( Pengatur Volume Udara ).
1.1
= 5/2 –Way Directional Control Valve ( memutar kekanan dan kekiri lengan ).
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
2.1
56
= 5/2–Way Directional Control Valve(menurunkan dan menaikkan lengan ).
2.2
= 5/2 –Way Directional Control Valve ( maju dan mundur lengan ).
2.3
= 5/2 –Way Directional Control Valve ( menjepit ).
0.1A
= Presure Regulator ( Pengatur Tekanan Udara ) / Air Service Unit.
0.1
= Kompresor ( Power Supplay ).
Dari gambar terlihat selenoid memiliki dua kabel, yaitu satu kabel dihubungkan ke alamat output PLC dan satu kabelnya dihubungkan ke arus output PLC (+).
Tabel 3.6. Konfigurasi Alamat Selenoid Untuk Output PLC Selenoid
Output PLC
Keterangan
SL1
(010)04
Selenoid 5/2 mengaktifkan actuating cylinder yang bertugas memutar lengan kekanan dan kekiri,maju mundur keranjang.
SL 2
(010)05
Selenoid 5/2 mengaktifkan actuating cylinder yang bertugas menaikkan dan menurunkan lengan.
SL 3
(010)06
Selenoid 5/2 mengaktifkan actuating cylinder yang bertugas sebagai memajukan dan memundurkan lengan.
SL 4
(010)07
Selenoid 5/2 mengaktifkan actuating cylinder yang bertugas sebagai penjepit.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
57
3.2.5.2 Rangkaian Motor DC Pada prinsipnya mesin listrik dapat berlaku sebagai motor maupun generator. Perbedaannya hanya terletak dalam konversi dayanya. Motor adalah suatu mesin listrik yang mengubah daya masuk listrik menjadi daya keluar mekanik, sedangkan generator mengubah daya masuk mekanik menjadi daya keluar listrik. Terdapat 2 motor DC pada alat Lengan robot berjalan pemindah objek ini yang pertama berfungsi sebagai penggerak roda kanan kedua
sebagai
penggerak roda kiri. 3.2.6 Obyek Sistem Alat Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek disini adalah suatu bentuk aplikasi PLC yang di sebut “obyek sistem”. Obyek sistem adalah gambaran visual secara keseluruhan alat yang sudah dibuat. Alat yang berupa robot berjalan ini dibuat dengan material yang seadanya tapi tidak melupakan fungsi sesungguhnya dan tidak melupakan kekuatan rancang bangun alat. Material dari alat ini dibuat dengan menggunakan bahan besi, alumunium dan sedikit kayu untuk penempatan PLC, solenoid falve dan catu daya. Dibawah ini adalah gambar lengan robot berjalan pemindah objek :
Gambar 3.7. Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek ( tampak depan )
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
58
Gambar 3.8. Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek ( tampak samping )
Pada saat robot dalam keadaan normal, robot ini hanya berjalan maju. Ketika ada benda penghalang yang lebih tinggi dari objek/ bola yang akan diambil, maka ketika itu juga fungsi dari Photo Electrick 1 dalam keadaan aktif. Aktifnya sensor photo Electrick 1 mengakibatkan motor ban kanan mati dan motor bankiri hidup, akibatnya robot belok kearah kanan. Beloknya robot ini dibatasi oleh Timer yang bertujuan untuk membatasi robot untuk belok sebesar 180 derajat. Setelah fase belok kanan terselesaikan, maka kedua motor ban yang mengatur arah jalan robot kedua-dua nya menyala kembali, akibatnya robot bergerak lurus. Ketika robot yang kedua kalinya terhalang oleh tembok, maka photo electrick 1 aktif. Kali ini aktif nya photo electrick yang yang kedua kali tidak mengakibatkan robot belok kearah kanan, melainkan robot belok kearah kiri. Setiap aktifnya sensor photo electrick yang dalam hitungan aktifnya ganjil, maka robot bergerak ke kanan. Setiap aktifnya sensor photo electrick yang dalam hitungan aktifnya genap maka robot bergerak ke kiri, begitu seterusnya, sehingga robot terus bergerak zig zag. Pada saat robot mendeteksi objek/ bola yang akan diambil maka photo electrick 2 aktif. Aktifnya photo electrick 2 ini mengakibatkan gerak motor ban
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
59
kanan dan kiri menjadi berhenti maka robot menjadi berhenti di depan objek. Setelah itu spontan sylinder 3 bergerak maju kearah bola, kemudian sylinder 4 menjepit, sylinder 2 naik, silinder 1-1 memutar lengan kekanan, sylinder 1-2 yang berada disamping kanan/ keranjang bergerak maju, lalu sylinder 4 melepas objek ke keranjang. Pada fase ini, setelah sylinder 4 melepas objek kekeranjang maka alat bergerak kembali ke posisi semula. Pergerakannya adalah, sylinder 1-1 putar kiri, silinder 1-2 / keranjang mundur, sylinder 2 turun, kemudian motor ban kanan dan kiri kembali On mengakibatkan robot bergerak lurus seperti pada awal robot dihidupkan. 3.2.7 Rangkaian Catu Daya Masukan PLC Rangkaian catu daya pada system ini menggunakan tegangan 220 VAC yang dirangkaian dengan fuse. Dan juga dengan menggunakan tegangan 24 VDC dari PLC. O N /O FF FU S E 2A
IN D IK ATO R
220 V A C
L2 L1
Gambar 3.9 Rangkaian Catu Daya
Keterangan : VAC
= 220 V
VDC
= 24 V
Tombol
= ON/OFF
Fuse
=2A
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
60
3.2.8 Rangkaian Keseluruhan Rangkaian keseluruhan dari sistem Aplikasi Programmable Logic Control ( PLC ) Sebagai lengan berjalan pemindah objek ini merupakan gabungan dari keseluruhan blok-blok rangkaian input, blok rangkaian output dan blok rangkaian pusat pengendali dalam hal ini adalah rangkaian PLC. Rangkaian output yang terdiri dari rangkaian selenoid, motor DC, dan rangkaian input yaitu rangkaian sensor photoelectric, proximity, limit switch dan rangkaian catu daya yang nantinya akan menggerakkan obyek
Gambar 3.10 Wiring Circuit Of PLC
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
61
3.3 Perancangan Perangkat Lunak Perangkat lunak yang digunakan untuk menunjang kelancaran tugas akhir ini adalah menggunakan program CX-Programmer merupakan bentuk program yang kompatibel untuk PLC yang dibuat oleh OMRON Corporation yang di dalamnya terdapat instruksi-intruksi untuk memudahkan dalam pelaksanaan penginputan program kedalam memori PLC. Dengan alasan tersebut maka CX-Programmer digunakan oleh penulis untuk membantu menyelesaikan program yang akan digunakan pada alat simulasi ini.
3.3.1 Proses Awal Men - Download Penginisialisasian merupakan proses awal perangkat keras
dan
perangkat lunak untuk memberikan definisi atau pengenalan / penyesuaian variabel – variabel, port-port maupun peripheral lain yang digunakan selama perangkat lunak tersebut bekerja dengan perangkat keras. Sebelum membuat ladder diagram terlebih dahulu harus mengeset atau menyeting port – port yang berfungsi untuk menyamakan jenis PLC dengan ladder diagram yang dibuat nantinya. Pengesetan ini dilakukan dengan cara memilih menu setup dari CX-Programmer pada saat memilih menu NEW pada baris menu FILE, setelah itu akan timbul Dialog Box yang baris judulnya bernama Change PLC,kemudian tinggal melakukan langkah – langkahnya penyetingan, dan penyetingannya sebagai berikut : 1) Pilih Device Name
: Isi/ ketik sesuai keinginan (bebas).
2) Pilih Device Type
: Klik CPM1(CPM1A) “setting biarkan”
3) Pilih Network Type
: Klik SYSMAC WAY
4) Settingan nya adalah
: Respon Timeout(s) = 2 : Host Link Unit Number = 0 : Baud rate
=19200 bps (Pentium 4)
: Port Name
= com 1
: Data Bits
=7
: Parity
= Even
: Stop Bits
=2
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
62
: Modem 5) Comment
= None
: Isi/ ketik sesuai keinginan (bebas).
Kemudian baru dapat dikerjakan rancangan program di lembar program yang masih kosong, pengisian programnya dalam bentuk ladder diagram atau dalam bentuk mnemonic. Setelah
program selesai dibuat maka langkah
selanjutnya adalah pentransferan ke PLC.
3.3.2 Ladder Diagram Perangkat lunak pengendali sistem alat ini menggunakan program Ladder Diagram yang didownload ke memori PLC CPM1A-20CDR-A. Perangkat lunak disini berfungsi untuk mengoperasikan blok-blok rangkaian yang ada melalui pusat pengendalinya. Untuk membuat ladder diagram dan mendownloadnya ke dalam memori PLC diperlukan suatu software yang disebut dengan CX-Programmer.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
63
Bab III Perancangan Sistem Alat
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
64
Bab III Perancangan Sistem Alat
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
65
Bab III Perancangan Sistem Alat
66
Gbr 3.11 Ladder Diagram
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
67
Keterangan Program Ladder Diagram :
RESET PROGRAM Baris 0: Selalu On pada saat alat dinyalakan. Tujuannya untuk mereset setiap output, fungsi timer dan terutama counter. Kontak P_on ” Always On” akan selalu aktif pada saat alat diaktifkan. Aktifnya kontak P_On “Always On” akan mengaktifkan output “Reset Program” juga mengaktifkan TIM 030. setelah TIM 030 melakukan pewaktuan selama 10x0.125 detik, maka “Set Program” akan terputus dan output “Reset Program” akan Off.
START PROSES Baris 1: Kontak “PE bola” aktif maka output “Str Proses” aktif. Output “Str Proses” akan melakukan interlock pada “PE bola” untuk menjaga kestabilan sinyal inputan dari kontak “PE bola”. CNT 000 “reset” berfungsi sebagai sebagai pemutus output “str proses”, karna sebelumnya output “str proses” masih terhubung akibat interlock dari kontak “str proses”, pemutusan ini bertujuan agar pada saat akhir lengan alat kembali keposisi awal/ siap mengambil objek kembali, ketika Ls 1 (kiri bawah) dan Ls 5 (vertikal bawah) aktif maka “PE bola” sudah bisa kembali memberikan sinyal untuk mengaktifkan output “str proses”. Jikalau interlock kontak “str proses” tidak diputus maka “PE bola” akan terus On dan mengakibatkan alat tidak akan mengambil objek lagi karna “PE bola” terus On, dan untuk “reset program” sebagai pe-Reset program pada saat pertama kali alat dinyalakan.
RESET Baris 2: Pada bagian ini alat pada posisi siap mengambil objek yang selanjutnya, ketika kontak “Ls.1BwhKri” aktif, “Ls.3Samping blkng”dan “Ls.5VerBwh” aktif maka “CNT 000” aktif . “CNT 000” akan mereset sendiri karna kontak
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
68
“CNT 000” memberikan sinyal reset kepada Reset counter “CNT 000”, dan untuk kontak “Reset program” penjelasan nya pada baris 0. Tujuan selanjutnya adalah untuk mereset “PE bola” yang ada dibaris 1, agar pada saat melakukan pengambilan bola/ objek yang ke dua kalinya, ketiga kalinya dan seterusnya, sampai tidak ada lagi objek yang akan di ambil, dapat berjalan lancar. Kalau
“PE bola” tidak di reset maka alat akan melakukan
pengambilan alat hanya satu kali saja, dan alat akan hanya berjalan maju,kanan dan kiri saja, tanpa ada aksi mengambil objek.
BELOK KANAN Baris 3 : Ketika kontak “PE 1 tembok” aktif maka Counter “CNT 000” akan aktif. Reset couter “CNT 001” dilakukan oleh “TIM 011”, reset ini dilakukan agar penghitungan counter 001 yang sebanyak #1 (1 kali) menjadi 0 (nol) kembali setelah waktu belok kiri selesai. Reset “CNT 001” ini dilakukan karna counter 001/ CNT 001 hanya digunakan untuk belok kanan, bukan untuk belok kiri. Ketika #1 maka belok kanan dan ketika #2 maka belok kiri. Dan seterusnya sehingga membentuk pergerakan Zig-Zag. Untuk kontak “reset program” penjelasannya pada baris 0.
BELOK KIRI Baris 4: Ketika kontak “PE.1Tembok” aktif yang kedua kali/ genap maka “CNT 002” aktif. Aktifnya “CNT 002” untuk memicu aktifnya proses belok kiri, ini akan berhubungan pada baris 6. kontak “TIM 011” / “waktu blk kiri” jika aktif akan me-reset “CNT 002” , ini bertujuan agar alat setelah belok kiri akan belok kekanan kembali. Untuk kontak “reset Program” juga untuk mereset counter pada awal start alat. Kontak “str.proses” NC berfungsi untuk memutuskan/ menghentikan program belok kiri, karna kontak “str.proses” ini sebagai bagian program yang
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
69
didahulukan karna melibatkan Photo electrick benda, jadi didahulukan mengambil benda dari pada belok. Kontak “Proses Blk Knn” dan kontak “Proses Blk Kri” berfungsi untuk memutus hubungan antara “PE.1 Tembok” dengan “CNT 001” dan “CNT002”, agar tidak ada sinyal yang kedua kali/ menyusul yang timbul dari
“PE.1
Tembok” ke “CNT 001” dan ke “CNT 002”.
PROSES BELOK KANAN Baris 5: Ketika kontak “CNT 001” aktif maka output “Proses belok kanan” aktif dan kontak “Proses belok kanan” akan berubah sebagai interlock agar sinyal dari counter 001 tetap terhubung, karna proses belok ini harus diselesaikan tanpa intrupt dari sinyal-sinyal input lain. Untuk “TIM 010” / “Waktu blk
knn” berfungsi untuk membatasi
berapa lama motor untuk belok kekanan atau kekiri, karna apabila tidak dibatasi oleh timer maka motor akan terus berputar. Dengan timer kita bisa menyetting alat agar bisa belok 180° atau sesuai keinginan kita. Untuk “str Proses” dan “reset program” telah dijelaskan pada baris 0 dan baris 1.
PROSES BELOK KIRI Baris 6: Ketika “CNT 002” dalam keadaan aktif maka output “proses blk kri” akan aktif. Aktifnya “proses blk kri” maka akan mengaktifkan kontak “proses blk kiri” juga. Input “proses blk kri” berperan sebagai interlock agar sinyal tetap mengaktifkan output “proses blk kri”. Fungsi interlock ini juga sebagai pengaman sinyal yang tidak diinginkan/ sinyal berlebih/ perintah berlebih dari “CNT 002” karna proses belok ini harus diselesaikan tanpa intrupt dari sinyalsinyal input lain.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
70
Untuk “TIM 011” sebagai pewaktu yang fungsinya sama dengan “TIM 010” pada baris 5, dan untuk “star proses” dan “reset program” juga telah dijelaskan pada baris 0 dan baris 1.
WAKTU BELOK KANAN Baris 7: Kontak “proses blk knn” aktif , maka “TIM 010” akan aktif pula. Aktifnya “TIM 010” akan mengaktifkan proses interlock yang dilakukan oleh kontak “TIM 010”/ “waktu blk knn”. “TIM 010” berfungsi untuk mengatur/ membatasi waktu pergerakan motor ban kiri, yang dalam hal ini diusahakan untuk mendapatkan derajat beloknya alat sebesar 180°. “TIM 011” / “waktu blk kri” berfungsi untuk pada saat belok kiri maka Timer 010 yang digunakan untuk belok kanan diputus/ tidak diaktifkan agar proses belok kiri nanti berjalan lancar, tidak ada timer yang bertabrakan fungsi yang mengakibatkan alat bergerak tidak menentu.
WAKTU BELOK KIRI Baris 8: Aktifnya kontak “proses blk kiri” mengakibatkan aktifnya pula “TIM 011”. Timer 011 ini fungsinya sama dengan “TIM 010”
yang tugasnya
membatasi waktu putar motor ban kiri, tapi “TIM 011” ini mengatur putaran motor ban kanan.
MOTOR BAN KANAN Baris 9: Pada saat belok kanan maka motor yang hidup adalah ban kiri dan yang mati adalah ban kanan. Ketika kontak “proses blk knn” aktif maka output “ban kanan” menjadi mati/ off. Ini mengakibatkan motor ban kanan mati dan ban kiri hidup, maka terjadilah arah alat menjadi belok kanan. “str proses” telah dijelaskan pada baris 1.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
71
MOTOR BAN KIRI Baris 10: Cara kerja program baris ke-10 ini sama dengan cara kerja program baris ke-9. perbedaan nya hanya inputnya menjadi “proses blk kri” dan kali ini yang hidup adalah motor ban kanan dan yang mati adalah motor ban kiri. “str proses” telah dijelaskan pada baris 1.
OFF SELENOID 3 (mundur) Baris 11: Ketika kontak “sel4 Jepit” aktif maka output “off SL.3(mndr)” akan aktif. Aktifnya “off SL.3” akan mengaktifkan kontak “off SL.3” yang berfungsi sebagai interlock. Interlock disini digunakan sebagai pengunci sinyal dari input “sel4Jepit”. Untuk kontak “str proses” dan kontak “reset program” sudah dijelaskan pada baris 0 dan baris 1.
SELENOID 3 (maju mundur lengan) Baris 12: Pada saat “str proses” (pada baris 1) alat siap untuk mengambil bola, maka pada saat itu juga selenoid 3 harus maju/ on. On nya selenoid 3 maka kontak “str.proses” akan aktif dan mengaktifkan output “selenoid 3” dan selenoid 3 pun akan maju.
Apabila
selenoid 3 harus di mundurkan maka ouput dari “off
SL.3(mundur)” akan mengaktifkan kontak “off SL.3(mundur)” yang dalam keadaan awal NC dan secara spontan langsung menonaktifkan output “selenoid 3”.
OFF SELENOID 4 (lepas) Baris 13: Ketika kontak “Ls.4(Smping dpn)” aktif, maka ada 2 keadaan yang harus dipenuhi yaitu Ls 4 dan Ls 2 juga harus aktif, dengan adanya 2 keadaan yang harus dipenuhi, maka ketika “Ls.2(bawah kanan)” juga aktif, akan mengakibatkan aktifnya output “off SL.4”aktif.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
72
SELENOID 4 (penjepit) Baris 14: Ketika kontak “prox 1(depan)” aktif maka output “sel4Jepit” akan aktif. Aktifnya output “sel4Jepit” akan mengaktifkan interlock yang dilakukan oleh kontak “sel4Jepit”, [ingat!! setiap interlock bertujuan mengunci sinyal masukan agar tetap memberi sinyal kepada output yang diinginkan]. Untuk kontak NC “off sl.4” berfungsi memutuskan output “sel4Jepit”, tujuannya adalah agar pada saat lengan berputar kekanan maka selenoid 4 yang awalnya menjepit objek akan off/ melepaskan objek kekeranjang, karna program ini berkaitan erat dengan program baris sebelumnya/ baris 13. Untuk kontak “reset program” tujuannya telah dijelaskan pada baris 0.
ON SELENOID 2 (naik) Baris 15: Ketika kontak “sel4Jepit” dan “prox.2(blkng)” aktif maka output “on sl.2(naik)” akan aktif sekaligus memicu kontak “on sl.2 (naik)” untuk bertindak sebagai interlock. Untuk kontak “off sl.2(turun)” bertugas sebagai pemutus hubungan antara kontak input dan output, agar ketika selenoid 2 off/ turun kembali keposisi awal, kontak NC “off sl.2(turun)” akan memutus hubungan seluruh program on selenoid 2 maka selenoid 2 akan off/ turun. Untuk kontak “reset program “ sudah dijelaskan pada baris 0.
OFF SELENOID 2 (turun) Baris 16: Pada program ini dimulai pada kontak “Ls.1(bawah kiri)” Aktifnya kontak “Ls.1(bawah kiri)” akan mengaktifkan output “off sl2(turun)”. Pada saat lengan melepas objek maka selenoid 4 (jepit) akan off/ lepas, maka kontak NC “sel4 (Jepit)” akan berubah menjadi open dan output “off sl.2(turun)” akan off/ tidak aktif, ini bertujuan untuk mencegah selenoid 2 tidak turun karna objek masih dijepit oleh lengan.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
73
SELENOID 2 (naik-turun lengan) Baris 17: Pada baris program ini hanya ada 2 kondisi, kondisi pertama adalah apabila kontak “on sl.2(naik)” aktif maka output “selenoid 2” akan aktif, dan selenoid 2 pun akan bergerak naik. Kondisi yang ke-2 adalah apabila kontak “on sl.2 (naik)” tidak aktif maka output “selenoid 2” akan tidak aktif, dan selenoid 2 pun akan turun.
ON SELENOID 1 (keranjang maju, silynder putar kekanan) Baris 18: Pada baris program ini ada 2 silinder yang bekerja sekaligus, karna 1 selenoid mengaktifkan 2 silinder sekaligus: silinder putar dan silinder keranjang. Ketika kontak “SL.4 Jepit” aktif dan “Ls.6 ver.atas” aktif maka output “on SL.1” akan aktif sekaligus mengaktifkan kontak input “on SL.1” yang berfungsi sebagai interlock. Aktifnya output “on SL.1” mengakibatkan keranjang maju dan selenoid 4 melepas objek kekeranjang. Untuk kontak “reset program” telah dijelaskan pada baris 0, dan untuk kontak “off SL.1” apabila ia aktif ia akan memutuskan aliran sinyal keoutput. Ini bertujuan agar ketika program off selenoid 1 telah dieksekusi maka selenoid 1 keranjang + putar kembali keposisi semula.
OFF SELENOID 1 (keranjang mundur, sylinder putar kekiri) Baris 19: Ketika kontak NC “SL.4 jepit” aktif maka kontak akan terputus dan mengakibatkan selenoid 1 tidak aktif dan pengaruh pada alat adalah: selenoid 1 akan membawa keranjang mundur dan membawa lengan kekiri. Begitu juga dengan aktifnya Kontak NC “LS.5Ver.bawah” akan bereaksi sama. Untuk kontak “reset program telah dijelaskan pada baris 0.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
74
SELENOID 1 (kanan-kiri lengan) Baris 20: Untuk baris program yang ke-23 ini hanya ada 2 kemungkinan. Kemungkinan pertama ketika kontak “on sl.1(knn)” aktif maka output “selenoid 1” akan aktif, ini mengakibatkan pergerakan silinder 1 pada alat akan bergerak kekanan. Kemungkinan kedua adalah ketika kontak ”on sl.1(putar + keranjang maju)” tidak aktif maka output “selenoid 1” pun akan tidak aktif, dan ini mengakibatkan pergerakan silinder 1 pada alat tidak berputar kekiri dan keranjang mundur.
PENUTUP PROGRAM Baris 21: Program selesai “END”
3.3.3 Flowchart Untuk memperjelas ladder diagram diatas pada penulisan tugas akhir ini disertakan juga bentuk flowchart secara keseluruhan untuk mempermudah dalam memahami cara kerja dari ladder diagram.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
75
START
W a ktu R e se t= O N
M o tor b a n ka n a n & kiri O N
P E b o la = O N
P E te m b o k = ON
C N T .1 = O N B e lo k ka n a n
C N T .2 = O N B e lo k kiri M o to r b a n ka n a n O FF
M o to r b an kiri O F F W a ktu b e lo k = ON W a ktu b e lo k= ON
M o to r b a n ka n a n ON M o to r b a n kiri O N
STOP
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
A
Bab III Perancangan Sistem Alat
76
A
M o to r b a n k a n a n & k iri O F F
S L .3 O N
P ro x .1 = O N
S L .4 O N (je p it)
S L .3 .O F F
P ro x .2 = O N S L .4 = O N
S L .2 O N
B
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab III Perancangan Sistem Alat
77
B
S L .1 O N
L S .4 = O N
S L .4 O F F
S L .1 O F F
L S .3 = O N S L .4 = O F F
S L .2 O F F
L S .1 -3 -5 = O N
R ES E T O N
S TO P
Gambar 3.12. Flowchart Keseluruhan
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab IV Pengujian dan Analisa Sistem
78
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM
4.1 Pendahuluan Pengujian dan analisa sistem ini dimaksudkan untuk mengetahui berbagai karakteristik masing – masing rangkaian yang membentuk sistem Lengan robot berjalan pemindah objek berbasis PLC . Pengujian pada rangkaian – rangkaian yang membentuk alat ini dilakukan dengan cara pengetesan dan pengamatan serta selanjutnya melakukan analisa terhadap hasil pengetesan dan pengamatan tersebut.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab IV Pengujian dan Analisa Sistem
79
4.2 Prosedur pengukuran Pengujian terhadap PLC dilakukan secara langsung yaitu dapat dilihat pada indikator yang terdapat pada badan PLC. Baik saat PLC tersebut dalam keadaan beroperasi ataupun tidak beroperasi. Untuk itu harus dilakukan prosedur sebagai berikut : Pertama – tama PLC tersebut harus sudah dihubungkan pada sumber arus AC yaitu pada L1 dan L2 nya harus aktif, dimana : Input PLC
: Tegangan input
: 24 volt
Com
: - pada tegangan 24 volt
Port
: + pada tegangan 24 volt
Output PLC : Tegangan output : 24 volt , 12 volt. Com
: - pada tegangan tersebut
Port
: - pada tegangan tersebut
Setelah prosedur diatas dilakukan, lalu dilihat pada indikator ERR dan indikator ALM yang terdapat pada badan PLC. Data hasil pengujian dapat dilihat pada tabel berikut ini : Tabel 4.1 Hasil Pengujian PLC INDIKATOR
STATUS
ERR
OFF
Tidak terjadi kesalahan kecil
ALM
OFF
Tidak terjadi kesalahan fatal
Dari data-data pada tabel
KETERANGAN
4.1, maka dapat disimpulkan bahwa PLC
dalam keadaan baik dan dapat digunakan. Jika pada indikator ERR dalam keadaan ON maka pada PLC terjadi kesalahan kecil, yaitu antara lain : a. Program di dalam PLC terjadi kerusakan. b. Switching kabel ada yang lepas. Semua kesalahan itu dapat diperbaiki secara langsung. Tetapi jika indikator ALM yang ON maka pada PLC terjadi kesalahan yang fatal (fatal error) yang memerlukan perhatian lebih. Fatal error dapat diperbaiki tergantung dari Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab IV Pengujian dan Analisa Sistem
80
kefatalannya, contohnya saja jika kesalahan itu hanya terjadi pada switching luar saja yang rusak maka cukup dengan mengganti sekring didalam PLC-nya.
4.2.1 Setup Alat PLC CPM 1A 20CDRA memiliki 20 Port yang terdiri 12 Port input dam 8 Port output, yang dapat dimanfaatkan sebagai CPU untuk mengontrol atau mengukur alat secara keseluruhan.
4.2.2 Upload Program Setelah melakukan perancangan dan pembuatan alat lengan robot berjalan berbasis PLC ini, maka langkah berikutnya adalah melakukan penyusunan program pengendali alat yang disertakan pada sistem ini. Program pengendali ini diperlukan untuk mengatur proses system secara keseluruhan. Program pengendali ini pertama – tama dibuat di software CXProggrammer sebagai media untuk menyusun program pengendali tersebut. Adapun langkah – langkah Upload Program yang harus dilakukan agar program pengendali dapat berfungsi sebagai mana mestinya. Langkah – langkahnya tersebut adalah : 1)
Menginstal Software CX-Proggrammer di Komputer.
2)
Aktifkan program CX-Proggrammer.
3)
Masukan menu New dan akan muncul dialog box. Kemudian isi sesuai jenis PLC kita dengan isian CPM1[CPM1A]. Keterangan lengkap baca sub bab 3.3.1 Proses Awal Men-Down Load.
4)
Seting dimana data akan disimpan, contoh : C:\PROG TA\SATYA PROG PLC
5)
Klik OK maka langsung mesuk ke lembar kerja dan dapat memulai menulis program dalam bentuk Ladder diagram.
6)
Untuk mengakhiri Klik tombol close pada menu file
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab IV Pengujian dan Analisa Sistem
7)
81
Setelah meng-klik close maka terdapat menu Save untuk menyimpan program. Klik SAVE sebagai tanda setuju untuk penyimpanan program.
8)
Untuk menghubungkan antara Komputer dengan PLC, klik tombol WORK ONLINE pada tool bar yang telah di sediakan program.
9)
Kemudian klik OK maka kondisi program/PC dengan PLC sudah terhubung./ online
10) Apakah sudah terhubung dapat dilihat pada indicator PLC dengan menyalanya led COM. 11) Untuk mentransfer program klik menu PLC, klik TRANSFER―TO PLC―, kemudian pilih menu send to end maka program telah masuk PLC. 12) Untuk mencoba program dapat dipilih menu RUN dengan menekan F2, sebelumnya tekan Ctrl+O terlebih dahulu. Untuk menghentikan Runing tekan F4. 13) Untuk keluar dari menu Online tekan tombol Ctrl+O lagi pada keyboard. 14) Untuk keluar dari program pilih menu setup dan pilih menu exit. Sebelum melaksanakan pengukuran dan analisa pada tugas akhir ini, maka dilakukan prosedur kerja untuk mendapatkan hasil ukur yang akurat dan tepat.
4.2.3 Sistem Pengukuran. Pengukuran dilakukan dengan mengukur bagian – bagian pada setiap blok rangkaian yang dapat mewakili hasil pangukuran, dalam pangukuran dilakukan beberapa kali pangukuran dan hasil pengukuran pada masing – masing table pengukuran pada tiap-tiap blok rangkaian.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab IV Pengujian dan Analisa Sistem
82
4.2.4 Komponen yang digunakan : 1. Sensor Proximity, 2 buah. 2
Kapasitor 2200μF / 50V, 1 buah.
3. Dioda,4 buah (Bridge dioda). 4. 4 buah Solenoid ( katup 5/2). 5. Motor DC, 2 buah. 6. Sensor Photo Electric, 2 buah. 7. Limit Switch, 6 buah. 8. Transformator, 1 buah.
4.2.5 Alat ukur yang dipergunakan : 1)
Multitester.
4.3 Pengujian Terhadap Sensor Proximity. 4.3.1 Cara pengukuran sensor proximity keadaan terhalang benda. Pengujian terhadap sensor proximity harus dilakukan pada saat sensor tersebut dipasangkan pada rangkaian. Untuk menguji sensor ini diperlukan multitester yang positif dengan output dari sensor dan negatifnya dihubungkan dengan catu daya –24 V PLC.
Gambar 4.1 Pengujian Sensor terhalang benda Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab IV Pengujian dan Analisa Sistem
83
Pertama yang harus dilakukan adalah, multitester diset pada posisi voltmeter sebesar 30 Vdc (karena tegangan yang dipakai oleh sensor adalah 24 V dc agar multitester tidak rusak maka multitester diset lebih besar dari 24 V dc) dan kutup negatif (-) dihubungkan ke sumber (-) 24 V dc dan kutub (+) dihubungkan ke output sensor. Data hasil dari pengujian sensor Proximity ini dapat dilihat pada tabel berikut ini : Tabel 4.2 Hasil Pengujian Sensor terhalang benda Sensor
Volt
1
24 V
2
24 V
Dari hasil pengujian yang tertera pada tabel 4.2 diatas dapat disimpulkan bahwa sensor masih dapat digunakan dan masih dalam keadaan baik.
4.3.2 Cara pengukuran sensor proximity keadaan tidak terhalang benda. Pertama yang harus dilakukan adalah, multitester diset pada posisi voltmeter sebesar 30 Vdc (karena tegangan yang dipakai oleh sensor adalah 24 V dc agar multitester tidak rusak maka multitester diset lebih besar dari 24 V dc) dan kutub negatif (-) dihubungkan ke sumber (-) 24 V dc dan kutub (+) dihubungkan ke output sensor pengukuran dapat dilihat pada tabel 4.3
S ensor
+ In p u t P L C 0 0 A ru s ( + ) p a d a O u tp u t
A ru s ( - ) p a d a O u tp u t
Gambar 4.2 Pengujian Sensor tidak terhalang benda Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
-
Bab IV Pengujian dan Analisa Sistem
84
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Sensor tidak terhalang benda Sensor
Volt
1
0V
2
0V
Analisa : Pada saat sensor proximity terhalang benda nilai tegangannya adalah 24 Volt, maka di dapat keluaran atau Volt sesuai dengan table 4.2 diatas. Sebaliknya pada saat sensor proximity tidak terhalang nilai tegangannya adalah 0 Volt, maka didapat keluaran atau Vout sesuai dengan table 4.3 diatas.
4.4 Pengujian Terhadap Sensor Photo Electric 4.4.1 Cara pengukuran sensor photo electric keadaan terhalang benda. Pengujian terhadap sensor photo electric dilakukan sensor tersebut dipasangkan pada rangkaian. Untuk menguji sensor ini diperlukan multitester yang positif dengan output dari sensor dan negatifnya dihubungkan dengan kutup negatif pada catu daya PLC.
Gambar 4.3 Pengujian Sensor terhalang benda
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab IV Pengujian dan Analisa Sistem
85
Pertama yang harus dilakukan adalah, multitester diset pada posisi voltmeter sebesar 30 Vdc (karena tegangan yang dipakai oleh sensor adalah 24 V dc agar multitester tidak rusak maka multitester diset lebih besar dari 24 V dc) dan kutup negatif dihubungkan output (-) 24 Vdc dan kutub (+) dihubungkan ke output sensor. Data hasil dari pengujian sensor Photo electrc ini dapat dilihat pada tabel berikut ini : Tabel 4.4 Hasil Pengujian Sensor terhalang benda Sensor
Volt
1
24 V
2
24 V
Dari hasil pengujian yang tertera pada tabel 4.4 diatas dapat disimpulkan bahwa sensor masih dapat digunakan dan masih dalam keadaan baik.
4.4.2 Cara pengukuran sensor photo electric keadaan tidak terhalang benda. Pertama yang harus dilakukan adalah, multitester diset pada posisi voltmeter sebesar 30 Vdc ( karena tegangan yang dipakai oleh sensor adalah 24 V dc agar multitester tidak rusak maka multitester diset lebih besar dari 24 V dc ) dan kutup negatif dihubungkan ke sumber (-)24 V dc dan kutub (+) dihubungkan ke output sensor pengukuran dapat dilihat pada tabel 4.4. S ensor
+ In p u t P L C 0 0 A ru s ( + ) p a d a O u tp u t
A ru s ( - ) p a d a O u tp u t
Gambar 4.4 Pengujian Sensor tidak terhalang benda
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
-
Bab IV Pengujian dan Analisa Sistem
86
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Sensor tidak terhalang benda Sensor
Volt
1
0V
2
0V
Analisa : Pada saat sensor photo electric terhalang benda nilai tegangannya adalah 24 Volt, maka di dapat keluaran atau Volt sesuai dengan tabel 4.2 diatas. Sebaliknya pada saat sensor proximity tidak terhalang nilai tegangannya adalah 0 Volt, maka didapat keluaran atau Vout sesuai dengan table 4.3 diatas.
4.5 Pengukuran Catu Daya Rangkaian catu daya adalah hal pertama yang harus mendapat perhatian mengingat catu daya merupakan sumber arus alat sehingga jika catu daya tidak bekerja maka alat pun tidak akan bekerja. Pengukuran catu daya dapat diperhatikan dengan menggunakan blok diagram sebagai berikut:
AC 220v
D + -
-
Gambar 4.5 Pengukuran Rangkaian Power Supply
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
+
Bab IV Pengujian dan Analisa Sistem
87
Pengukuran ini dilakukan berulang–ulang dengan tujuan untuk menyakinkan apakah data yang diukur telah memenuhi standart rangkaian atau tidak. Catu daya sesuai perancangan adalah mempunyai tegangan keluaran ± 11.5V sampai 12V dan dibulatkan menjadi 12Vdc. Berdasarkan pengukuran diperoleh sebagai berikut : Table 4.6 Hasil Pengukuran Rangkaian Power Supply Pengukuran
Tegangan
Arus sesudah melewati dioda tetapi
± 11.5 Vdc
belum melewati kapasitor Arus setelah melewati kapasitor
± 12 Vdc
Analisa : Tegangan keluaran dari rangkaian catu daya nampak sudah sesuai dengan perancangan, yaitu sekitar 11.5 – 12 Vdc, dari hasil Vout diatas didapat dari hasil penstabilan power supply yang menggunakan dioda dan kapasitor 2200uF/50V sebagai penyimpanan arus sementara. Meskipun arus tidak benar – benar keluaran 12 V namun rata – rata catu daya sudah memadai untuk digunakan.
4.6 Pengujian Terhadap Rangkaian Keseluruhan Pengujian terhadap rangkaian keseluruhan yang membentuk alat lengan robot berjalan pemindah objek berbasis PLC ini dilakukan setelah semua rangkaian pendukung disambungkan / digabungkan atau sesuai dengan gambar rangkaian keseluruhan. Dimana langkah – langkah pengujiannya sebagai berikut :
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab IV Pengujian dan Analisa Sistem
A.
88
Menggabungkan seluruh rangkaian yaitu rangkaian PLC, rangkaian output, rangkaian input dan obyeknya.
B.
Menyambungkan alat atau sistem tersebut ke power supply dari PLN.
C.
Melakukan prosedur pengoperasian alat.
Hasil dari pengujian: 1. Dilihat dari waktu yang ditempuh alat ini bisa dinilai kurang maksimal karena dalam melakukan suatu proses diperlukan dua kali proses yang kurang penting, contoh : “ pada saat lengan menjepit benda maka lengan akan berputar kesamping membawa bola menuju keranjang yang juga maju kedepan. 2. Untuk karkteristik objek yang akan diambil harus bisa memantulkan sinar dari photo electric, apabila warna dari objek yang diambil agak transparan/ warna nya tidak solid, maka photo electric akan tidak mendeteksi objek sekalipun benda sudah menempel pada photo electric. 3. Objek yang diambil harus mempunyai bobot/ berat, karna jika tidak objek akan terdorong dan terpukul oleh lengan, mengakibatkan objek jauh dari lengan jepit dan lengan akan menjepit udara saja sedangkan objek ada didepan lengan. 4. Melihat dari bobot alat yang berat dan besar, alat ini tidak dapat disimulasikan ruangan yang kecil. 5. Penjepit sering kali tidak menjepit/lepas atau objek tetap berada pada penjepit karna jarak antara objek dangan penjepit terlalu besar atau terlalu kecil. 6. Sensor kadang terlalu sensitif karna seting sensor tidak tepat. 7. Silinder kadang bergerak melampaui batas sehingga merusak penahan silinder. Keadaan ini terjadi akibat dari tidak aktifnya limit switch yang seharusnya aktif pada saat lengan bergerak. 8. Material penahan/dudukan dari lengan tidak terlalu kokoh karna terbuat dari bahan kayu yang mengakibatkan goyang ketika lengan bergerak naik turun.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab V Kesimpulan
BAB V KESIMPULAN
5.1. Pendahuluan Pada bagian yang kelima ini adalah bagian penutupan dari seluruh bab yang ada dalam karya tulis ini. Pada bagian ini berisi tentang kesimpulankesimpulan yang lahir dari proses pembuatan dan kesalahan-kesalahan pada saat pembuatan perangkat keras (hard ware) dan pada saat perancangan program.
89 Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
Bab V Kesimpulan
5.2. Kesimpulan Dari keseluruhan penelitian, pembuatan, faktor kesalahan pembuatan dan tingkat kesulitan yang dihadapi, maka didapat beberapa kesimpulan: 1. Output yang didapat pada sensor Proximity dibagi menjadi dua jenis keadaan yaitu pada saat sensor terhalang benda dan tidak terhalang benda. Pada saat sensor terhalang benda sensor menghasilkan arus 24 Vdc untuk dialirkan ke port alamat input PLC, maka didapat keluaran atau volt 24 Vdc juga. 2. Sensor Photoelectric sebagai pendeteksi benda obyek yaitu penghalang (bola) yang berfungsi sebagai input untuk PLC, dengan jarak sensitivitas sensor 10 cm (dapat diatur sensitivitasnya ). 3. Tegangan keluaran dari rangkaian catu daya nampak sudah sesuai dengan perancangan, yaitu sekitar 11.5 – 12 Vdc, dari hasil Vout diatas didapat dari hasil penstabilan power supply yang menggunakan dioda dan kapasitor 2200uF/50V sebagai penyimpanan arus sementara. Meskipun arus tidak benar – benar keluaran 12 namun rata – rata catu daya sudah memadai untuk digunakan. 4. Pada bagian input COM PLC diberi tegangan (–) 24 Vdc sedangkan pada port slama diberi tegangan (+) 24 Vdc pada bagian output COM PLC diberi (+) tegangan yang dibutuhkan output dan pada port alamat menghasilkan (-) tegangan yang dibutuhkan output. 5. Pada PLC lampu indicator ALM dan ERR tidak aktif maka PLC dalam keadaan siap dipakai dan bila salah satu lampu indicator tersebut aktif maka harus dicari kesalahan yang terdapat pada PLC.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek Berbasis PLC
90
Daftar Pustaka
91
DAFTAR PUSTAKA
1. 1999,” A Beginner’s Guide To PLC “, Omron Asia Pasific. LTD 2. 2002,” OMRON Training Basic PLC “, PT. Kharisma Pandu Lima Elektronika. 3. D. Shanon, J. Harstein dan G. Yantian, 1992, “ Robot Otomasi Industri “, Elex Media Komputindo. 4. Sumanto, 1999,” Teori Transfomator “, Andi Offset, Yogyakarta. 5. 2002,” OMRON Training Beginner Theory Of Sensor “, PT. Kharisma Pandu Lima Elektronik. 6. Albert paul Malvino, 1998, “ Elektronika Komputer Digital “, Edisi Kedua Erlangga. 7. T. Senbun, F. Hanabuchi, “ Instrumentation System, Fundamentals and applications “, Yokogawa electric Corp. Tokyo 1991.
Lengan Robot Berjalan Pemindah Objek berbasis PLC