LAPORAN TUGAS AKHIR
Pengontrolan motor Conveyor pada Prototype Cooling Tunnel untuk produk cokelat Berbasis Programable Logic Controller
( PLC )
Programable Logic Controller (PLC) based conveyor’s motor
controlling in cooling tunnel prototype for chocolate pruduct
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara
Disusun oleh : Ambang Bayu Utama NIM : 091611004
JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Nama
: Ambang Bayu Utama
NIM
: 091611004
Tempat, Tanggal Lahir
: Indramayu, 17 November 1991
Jenis Kelamin
: Laki-laki
Alamat
: Blok kapulandak RT 05 RW 02, Desa Tenajar Lor Kec. Kertasemaya, Kab. Indramayu
Kode Pos
: 45273
Nomor Telp/HP
: 087882166496
Alamat e-mail
:
[email protected]
SD lulus tahun
: 2003 MI PUI Tenajar Lor 1
SMP lulus tahun
: 2006 SMPN 2 Sukagumiwang
SMA lulus tahun
: 2009 SMAN 1 Sliyeg
“Karena sungguh, bersama kesukaran ada keringanan, sungguh bersama
kesukaran ada keringanan. Karena itu, selesai (tugasmu), teruslah rajin
bekerja. Kepada Tuhanmu tujukan permohonan” (QS Alam Nasyrah : 5-8)
“Dan rendahkanlah dirimu terhadap mereka berdua dengan penuh kesayangan dan ucapkanlah: “Wahai Tuhanku, kasihilah mereka keduanya, sebagaimana mereka berdua telah mendidik aku waktu kecil.” (Q.S Al Israa, 17:24) “Dan Kami perintahkan kepada manusia (berbuat baik) kepada dua orang ibubapanya; ibunya telah mengandungnya dalam keadaan lemah yang bertambahtambah, dan menyapihnya dalam dua tahun. Bersyukurlah kepadaKu dan kepada dua orang ibu bapakmu, hanya kepada-Kulah kembalimu. (Q.S Luqman, 31:14). Ampunilah dosa-dosa kami dan kedua orang tua kami, sayangilah mereka seperti mereka menyayangi hamba dari kecil hingga sekarang, rahmatilah keluarga kami menjadi keluarga yang selalu ingat, tunduk, takut, bersyukur kepada-MU, pertemukan kami kembali di syurga-MU, jadikan keluarga kami selalu bersholawat kepada Rosul-Mu agar kami selalu menjadi hamba-Mu yang selalu berpegang teguh kepada tauhid yang di bawa baginda Rosul. Aamiin
“Kupersembahkan untuk keluargaku tercinta”
ABSTRACT
With the growing controlled system used in small industries and big industries which was originally used hard wired into programmable logic controller requires the students know and understand about PLC, because PLC makes it easy for user to change a system without changing the electrical circuit. Therefore in this final project the authors designed a conveyor control in prototype refrigeration system cooling tunnel based PLC. Control system is intended to control the on / off conveyors and find out how much power needed to drive the conveyor and to know the speed of conveyor. In the control system, there are three digital inputs are sourced from the switch, push button and a motion sensor, while output in the form of on / off conveyor motors. The series consists of hardware and software that connect the two using a simple wiring. From the test results show the hardware and software in accordance with the design control process, average velocity of conveyor is 0.3919 m/s resulting in a delay for 2 seconds off the conveyor motors. Keywords : PLC, conveyor, motor, PIR
ABSTRAK
Dengan semakin berkembangnya sistem pengontrolan yang digunakan industriindustri kecil maupun besar yang semula menggunakan hard wired menjadi Programable logic controller (PLC) menuntut para mahasiswa mengetahui dan mengerti mengenai PLC, karena PLC memberikan kemudahan bagi penggunanya untuk merubah suatu sistem tanpa mengubah rangkaian kelistrikannya. Oleh karena itu pada tugas akhir ini penulis merancang pengontrolan konveyor pada Prototype sistem refrigerasi cooling tunnel berbasis PLC, Sistem pengontrolan ini ditujukan untuk mengontrol on/off konveyor dan mengetahui berapa daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan konveyor serta mengetahui kecepatan konveyor. Pada sistem pengontrolan ini terdapat tiga buah input digital yang bersumber dari saklar, push button dan sensor gerak sedangkan outputnya berupa on/off motor konveyor. Rangkaian terdiri dari hardware dan software yang dikoneksikan keduanya menggunakan wiring sederhana.
Dari hasil pengujian hardware dan software menunjukan proses pengontrolan sesuai dengan perancangan, rata-rata kecepatan konveyor adalah 0.3919 m/s sehingga menghasilkan delay untuk off motor konveyor 2 detik. Kata kunci : PLC, konveyor, motor, PIR
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb Dengan menyebut nama Allah Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang yang melimpahkan Rahmat dan Karunia Nya.Sehingga berkat rahmatNya lah selalu
penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir. Laporan ini berjudul ““Pengontrolan Conveyor pada Prototype sistem Refrigerasi Cooling Tunnel Berbasis Programable Logic Controller ( PLC )”
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
semua pihak yang telah memberikan segala kemudahan, dorongan, bantuan baik
moril maupun materil kepada penulis selama penyusunan laporan tugas akhir ini. Ucapan terima kasih penulis ditujukan kepada yang terhormat: 1. Kedua orang tua tercinta, yang telah memberikan do’a dan restu selama penyusunan laporan tugas akhir. 2. Bapak Ade Suryatman Margana, ST. M.Eng sebagai Ketua Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara yang telah memberikan ijin untuk kerja praktek di PT Bukit Asam 3. Bapak DR. Drs. Pratikto, MT dan Bapak Aries Haryono,ST.,MT sebagai dosen pembimbing yang telah banyak memberikan waktu, tenaga, perhatian dan pengarahannya selama pelaksanaan tugas akhir maupun perbaikan dan koreksi pada laporan 4. Rekan tugas akhir penulis yaitu Adi guna priadi, Fuja pratama dan Tia nurul syifa yang telah bersama-sama berjuang menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Ucapan terima kasih khusus penulis ucapkan kepada Pak bambang, awalul ikhsan yang telah membantu dalam proses perakitan mekanik. 6. Untuk teman – teman 3A semuanya yang memberikan banyak pelajaran berharga kepada penulis 7. Untuk temen-temen IDA POLBAN, AB, Apri, Johan, Agus, Opik, Dodi, Asep, Zaki dan seluruhnya yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Semoga semua amal baiknya mendapatkan imbalan yang jauh lebih baik dari
Allah SWT
Dalam penulisan laporan tugas akhir ini penulis berupaya untuk dapat
mengerjakannya dengan segala kemampuan yang ada untuk mendapatkan hasil terbaik,sejalan dengan tujuan dari pembuatan laporan tugas akhir ini. yang
Penulis menyadari bahwa dalam laporan tugas akhir ini banyak kekurangan ataupun kesalahan karena keterbatasan pengetahuan dan pengalaman penulis. karena itu ,penulis mengharapkan kritik dan saran untuk kesempurnaan dan Oleh
perbaikan laporan penulis selanjutnya.
Akhirnya,penulis berharap besar semoga laporan tugas akhir yang telah dihasilkan penulis ini dapat memberi manfaat bagi semua pihak.
Bandung, Juli 2012 Penulis
Ambang bayu utama 091611004
DAFTAR ISI
Lembar pengesahan ................................................................................................. i
Lembar Dedikasi ...................................................................................................... i Abstrak ...................................................................................................................... iii Pengantar ........................................................................................................ iv Kata Daftar Isi ................................................................................................................... vi Daftar Gambar ......................................................................................................... ix Daftar Tabel .............................................................................................................. xi Daftar Lampiran ...................................................................................................... xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ..................................................................................................... 1 1.2 Tujuan .................................................................................................................. 1
1.3 Batasan Masalah ................................................................................................... 2 1.4 Metode Penelitian ................................................................................................. 2 1.5 Sistematika Penulisan .......................................................................................... 2 BAB II DASAR TEORI 2.1 Motor DC ............................................................................................................. 4 2.2 Sensor PIR (Pyroelectric Infrared) ...................................................................... 5 2.3 Relay ................................................................................................................... 6 2.3.1
Karakteristik Relay ............................................................................. 8
2.3.2
Rangkaian Driver Relay ..................................................................... 8
2.4 Programable logic controller (PLC) .................................................................. 9 2.4.1
Definisi PLC ...................................................................................... 9
2.4.2
Komponen utama PLC ....................................................................... 10
2.4.3
Kegunaan PLC ................................................................................... 11
2.4.4
Ladder Diagram ................................................................................. 13
2.4.5
PLC Yokogawa FA-M3 ..................................................................... 14
2.5 Power supply ........................................................................................................ 16 2.5.1
Transformator ..................................................................................... 18
2.5.2
Rangkaian tegangan searah (DC) ....................................................... 17
2.6 Konveyor ............................................................................................................ 19 BAB III PERENCANAAN DAN DESKRIPSI KERJA 3.1. Perancangan ........................................................................................................ 20 3.2. Deskripsi cara kerja sistem pengontrolan conveyor ........................................... 22
3.3. Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ......................................................... 23
3.4. Perancangan Perangkat Lunak (software) .......................................................... 29
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA 4.1 Pengujian software dan hardware ....................................................................... 38 4.2 Perhitungan dan Analisis data ............................................................................. 45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan .......................................................................................................... 49 5.2 Saran ..................................................................................................................... 49
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kaidah tangan kanan ............................................................................... 4
Gambar 2.2 Sensor PIR ............................................................................................... 5 Gambar 2.3 Jangkauan dari sensor PIR ...................................................................... 6 Gambar 2.4 Rangkaian aplikasi PIR ........................................................................... 6
Gambar 2.5 Relay SPDT ............................................................................................. 7
Gambar 2.6 Relay DPDT ............................................................................................ 7
Gambar 2.7 Relay ........................................................................................................ 8 Gambar 2.8 Driver Relay DPDT ................................................................................. 9 Gambar 2.9 Diagram blok dasar ................................................................................. 10
Gambar 2.10 Interaksi Komponen-komponen sistem PLC ........................................ 10
Gambar 2.11 Diagram blok CPU dan modul input/ouput .......................................... 11 Gambar 2.12 Kontrol Panel PLC dan Hard wire ........................................................ 12 Gambar 2.13. Skema ladder diagram. ......................................................................... 13 Gambar 2.14. (a) dan (b) Simbol kondisi kerja koil pada ladder diagram. ................. 13 Gambar 2.15. (a) dan (b) Simbol kondisi kerja koil pada ladder diagram. ................. 14 Gambar 2.16. (PLC Yokogawa FA-M3). .................................................................... 14 Gambar 2.17 (Main unit dan sub unit PLC Yokogawa FA-M3). ............................... 15 Gambar 2.18 Software WideField 2. ........................................................................... 15 Gambar 2.19. Diagram operasi WideField 2 .............................................................. 16 Gambar 2.20 gulungan trafo ...................................................................................... 16 Gambar 2.21 Rangkaian tegangan DC ........................................................................ 17 Gambar 2.22 Grafik tegangan keluaran kapasitor ....................................................... 18 Gambar 2.23 Diagram skematik LM78xx .................................................................. 18 Gambar 2.24 Aplikasi LM78xx .................................................................................. 19 Gambar 3.1. Flow chart perancangan sistem .............................................................. 22 Gambar 3.2 Rancangan prototype cooling tunnel ....................................................... 22 Gambar 3.3 flow chart cara kerja sistem ..................................................................... 23 Gambar 3.4. (PLC Yokogawa FA-M3). ...................................................................... 24 Gambar 3.5. FA-M3 controller. ................................................................................... 24 Gambar 3.6 FA-M3 base module ................................................................................ 25 Gambar 3.7 FA-M3 base module ................................................................................ 25
Gambar 3.8 FA-M3 CPU module ............................................................................... 26
Gambar 3.9 FA-M3 I/O module .................................................................................. 26
Gambar 3.10 Aplikasi rangkaian sensor PIR .............................................................. 27
Gambar 3.11 Rangkaian power supply ....................................................................... 28 3.12 Rangkaian power supply dengan SCR .................................................. 28 Gambar
Gambar 3.13 Rangkaian koneksi antar komponen ..................................................... 30
Gambar 3.14. Cara mengakses WideField 2 ............................................................... 31 Gambar 3.15. Membuat project baru di WideField 2 ................................................. 31
Gambar 3.16. Membuat projct block baru di WideField 2 ......................................... 32
Gambar 3.17.setitng komunikasi di WideField 2 ....................................................... 32
Gambar 3.18.Definisi program ................................................................................... 33 Gambar 3.19 (a) Rangkaian AND (b) Rangkaian OR ................................................. 34 Gambar 3.20 Program yang dibuat ............................................................................. 34 Gambar 4.1 Diagram sistem ........................................................................................ 36 Gambar 4.2 cara download program ke PLC .............................................................. 38 Gambar 4.3 Device monitor program ......................................................................... 39 Gambar 4.4 I/O configuration ..................................................................................... 39 Gambar 4.5 Input/Output relay monitor ..................................................................... 40 Gambar 4.6 Internal relay monitor ............................................................................. 40 Gambar 4.7 Timer Monitor ......................................................................................... 41 Gambar 4.8 Input / Output relay monitor ................................................................... 42 Gambar 4.9 Internal Relay Monitor ............................................................................ 42 Gambar 4.10 Timer Monitor ....................................................................................... 43 Gambar 4.11 Internal Relay Monitor .......................................................................... 43 Gambar 4.12 Timer Monitor ....................................................................................... 44 Gambar 4.13 Input / Output relay monitor ................................................................. 44 Gambar 4.14 Input / Output relay monitor ................................................................. 45 Gambar 4.15 Grafik Kecepatan pulley terhadap waktu .............................................. 47
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Deskripsi base module ................................................................................ 25
Tabel 3.2 Deskripsi Power supply module .................................................................. 25 Tabel 3.3 Deskripsi CPU module ................................................................................ 26 3.4 Deskripsi I/O module .................................................................................. 26 Tabel
Tabel 3.5 Tabel nilai kebenaran AND ......................................................................... 33
Tabel 3.6 Tabel nilai kebenaran OR ............................................................................ 33 Tabel 3.7 Alamat yang digunakan .............................................................................. 35
Tabel 4.1 Kecepatan konveyor .................................................................................... 46
DAFTAR LAMPIRAN
1. Data sheet 2. Gambar sistem dan kelistrikannya
3. Contoh Ledder Programming
DAFTAR PUSTAKA
Datasheet Fairchild LM78xx. Datasheet NXP Semiconductors BT151-800R.
Hardware manual FA-M3.
Rijono yon Drs., Dasar teknik tenaga listrik (1997), Edisi pertama,
Yogyakarta, Penerbit :ANDI Suga Kiyokatsu Prof., diterjemahkan oleh Sularso, MSME IR (1983),Dasar perancangan dan pemilihan elemen mesin, Institute Teknologi Bandung, Penerbit PT Pradnya pramita Sutarsa, Ujang. Diklat Pengenalan Programmable Logic Controller Technical information FA-M3 programming tool WideField 2 for ladder.
www.wikipedia.org
