Modifikasi Pengendali Setting Posisi Stopper Material pada mesin Megobal PB 100 T menggunakan Motor Step, Touch Screen dan PLC
Oleh :
Nurhadi Kusumo Yuwono NIM : 612012807
TugasAkhir Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh Ijasah Sarjana Teknik Elektro
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA
i
ii
INTISARI
Sistem ini dirancang dan direalisasikan untuk mempercepat dan meningkatkan kemudahan dalam proses pergeseran stopper pada proses produksi di mesin bending. Pada dasarnya sistem ini mengendalikan motor step menggunakan PLC dan HMI Mitsubishi untuk mengendalikan pergerakan stopper mesin bending. Sebelum dilakukan modifikasi, satu pergeseran stopper mesin bending membutuhkan waktu 5 sampai 7 menit. Setelah modifikasi selesai dilakukan setiap pergeseran stopper bending maksimal menjadi 16,6 detik. Sistem terdiri dari data Input dan monitor operasi menggunakan HMI. Penyimpanan dan pengolahan data dilakukan di dalam PLC. Proses pergeseran stopper menggunakan motor step yang menggerakkan mekanisme perantara putaran poros menggunakan timing pulley dan timing belt untuk memutar linear screw. Pergerakan stopper berdasarkan putaran dari linear screw. Putaran linear screw inilah yang harus dikendalikan menggunakan motor step. Dimana pengukuran jarak berdasarkan pada pulsa input ke driver step yang akan mengendalikan motor step.
iii
ABSTRACT The system is designed and realized to speed up and improve of shifting process the stopper in the production of the bending machine. Basically, this system controls the step motor using PLC and HMI Mitsubishi for controlling the movement of the bending machine stopper. Before the modification, the shifting stopper bending machine takes 5 to 7 minutes. And after modifications done every shift stopper bending maximum 16.6 seconds. The system consists of a data input and monitor the operation using the HMI. Storage and processing of data in the PLC. The process of moving the stopper using a step motor that drives the intermediate shaft rotation mechanism using a timing pulley and timing belt to rotate the screw linear.Stopper movement based on the rotation of the linear screw. Linear screw rotation controlled using a step motor. Tthe measurement distance based on the input pulse to the driver steps that will control step motor.
iv
KATA PENGANTAR
Puji Syukur Kepada Allah SWT atas limpahan kasih dan sayang yang telah diberikan kepada penulis dan semua pihak yang memungkinkan pembuatan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini disusun dan dilaporkan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi Strata 1 di Fakultas Teknik Elektro dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada berbagai pihak, antara lain : 1. Anggota keluarga ndalem Hadikusuman (Kalya Kusumaning Pramasanti dan Kemuning Indah Prakarti), dengan segala daya upayanya. 2. Keluarga besar Bapak Sukirno Dwijosumarto, keluarga Bapak Drs. Pramono DH, atas segala bentuk dukungan yang diberikan. 3. Rektor, Dekan, Dosen dan seluruh pengurus dan karyawan di FTEK UKSW atas kesempatan memperdalam ilmu elektronika. 4. Bapak
Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng, pembimbing I dan Bapak Deddy
Susilo, ST, M.Eng, pembimbing II, yang telah membimbing, mengarahkan dan banyak memberikan masukan kepada penulis dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini. 5. Politeknik ATMI Surakarta atas kesempatan berbagi pengetahuan kepada mahasiswa Politeknik ATMI dan peluang yang diberikan untuk kuliah di UKSW. 6. PT ATMI Solo yang telah memberi kesempatan bekerja dan melakukan modifikasi mesin bending untuk digunakan sebagai Tugas Akhir. 7. Rekan rekan di Unit Kerja MDC PT ATMI Solo, dan saudara-saudara di Engineering Elektrik MDC, Aris L, Joko R, Subarno dan Dwi Joko. Kampus ATW Surakarta, Ikatan Alumni ATW, teman-teman kuliah dari PT ATMI dan Politeknik ATMI. 8. Semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu persatu yang telah membantu dan mendukung selama proses perkuliahan sampai dengan pengerjaan Tugas Akhir di FTEK UKSW.
v
Kesempurnaan hanya milik Tuhan dan Tugas Akhir ini memiliki banyak kekurangan, karena itu kritik, saran dan masukan sangat diharapkan. Dan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang berkaitan. Salatiga, 1 April 2015 Nurhadi Kusumo Yuwono
vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ……………………………………………………….
i
LEMBAR PENGESAHAN …………………………………………………
ii
INTISARI …………………………………………………………………..
iii
ABSTRACT ………………………………………………………………….
iv
KATA PENGANTAR ………………………………………………………
v
DAFTAR ISI ……………………………………………………………..…
vi
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………….
ix
DAFTAR TABEL …………………………………………………………. .
xii
DAFTAR LAMPIRAN . …………………………………………………... .
xiv
BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………… .
1
1.1.
Latar Belakang Masalah ……………………………………………
1
1.2.
Batasan Masalah …………………………………………………
2
1.3.
Sistematika Penulisan ……………………………………………
2
BAB II DASAR TEORI …………………………………………………….
4
2.1.
Mesin bending Megobal ……………………………………………
4
2.2.
HMI Mitsubishi GT1020-LBD …………………………………….
5
2.3.
PLC Mitsubishi FX3G-24MT/ES. …………………………………..
6
2.4.
Sensor ………………………………………………………………
7
2.5.
Motor Step ………………………………………………………….
8
2.6.
Mekanik……………………………………………………………..
9
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ……………………………
12
3.1.
Perangkat Keras……………………………………………………..
13
3.1.1. Mekanik dan Sistem Mekanik………………………………………
13
3.1.2. HMI………………………………………………………………….
19
3.1.3. PLC………………………………………………………………….
20
3.1.4. Motor Step dan Driver Step…………………………………………
20
3.1.5. Perhitungan Jarak dan kecepatan……………………………………
22
3.1.6. Gambar Kerja ………………………………………………………..
22
3.2.
26
Perangkat Lunak……………………………………………………. vii
3.2.1. Flow Chart Sistem……………………………………………………
26
3.2.2. Program HMI….…………………………………………………….
27
3.2.3. Program PLC…………………………………………………………
34
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ………………………………..
54
4.1
Pengujian Sistem ……………………………………………………
54
4.1.1
Pengujian Perangkat Keras …………………………………………
55
4.1.2
Pengujian Pengisian Data …………………………………………..
57
4.1.3
Pengujian Pengoperasian Manual……………………………………
63
4.1.4
Pengujian Pemanggilan Data………………………………………..
64
4.1.5
Pengujian Memasukkan Data Record…………………………………..
66
4.2
Analisis ………………………………………………………………
70
4.2.1
Hasil realisasi terhadap rancangan awal…………………………….
70
4.2.2
Ketepatan
………………………………………………………
76
4.2.3
Pengoperasian ………………………………………………………
77
4.2.4
Analisis Produksi ……………………………………………………
77
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……………………………………
83
5.1. Kesimpulan ………………………………………………………….…
83
5.2. Saran Pengembangan .…………………………………………………
84
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………
85
LAMPIRAN …………………………………………………………….…
86
viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2,1. Punch dan Die pada proses bending ………………………….
4
Gambar 2.2. Proses bending………………………………………………...
5
Gambar 2.3. HMI Mitsubishi GT1020-LBD ………………………………
5
Gambar 2.4. Sistem PLC. …………………………………………………..
7
Gambar 2.5. PLC Mitsubishi FX3G-24MT/ES …………………………….
7
Gambar 2.6. Proximity Sensor ……………………………………………...
8
Gambar 2.7. Motor Step …………………………………………………….
9
Gambar 2.8. Linear Screw. …………………………………………………
9
Gambar 2.9. Timing Pulley dan Timing Belt ………………………………
10
Gambar 2.10. Sistem mekanik tampak dari belakang mesin …………………
10
Gambar 2.11. Sistem mekanik tampak atas. …………………………………
10
Gambar 2.12. Sistem mekanik tampak samping……………………………
11
Gambar 3.1. Rancangan Sistem yang akan dibuat…………………………..
12
Gambar 3.2. Kondisi Mesin sebelum perangkat mekanik dimodifikasi…….
14
………………
15
Gambar 3.3. Rancangan modifikasi perangkat mekanik .
Gambar 3.4. Posisi Stopper, Linear screw, Timing pulley dan Timing belt…
16
Gambar 3.5. Linear screw……………………………………………………
16
Gambar 3.6. Timing Pulley………………………………………………….
17
Gambar 3.7. Timing Belt……………………………………………………
17
Gambar 3.8. Pemasangan Timing Pulley dan timing belt…………………..
18
Gambar 3.9. Hasil modifikasi perangkat mekanik…………………………..
18
Gambar 3.10. Hubungan HMI dengan PLC dan PC…………………………
19
Gambar 3.11. Detail terminal HMI …………………………………………
19
Gambar 3.12. Sambungan HMI ke PLC…………………………………….
20
Gambar 3.13. PLC FX3U-48MT, Mitsubishi ………………………………
20
Gambar 3.14. Motor Step, Autonics A63K – G5913W……………………..
21
Gambar 3.15. Driver Step, Autonics MD5-HF28……………………………
21
Gambar 3.16. Konfigurasi komponen utama………………………………..
23
Gambar 3.17. Power Suppy…………………………………………………
23
ix
Gambar 3.18. Input PLC…………………………………………………….
24
Gambar 3.19. Output PLC dan Input Driver Step…………………………..
25
Gambar 3.20. Output Driver Step Motor……………………………………
25
Gambar 3.21 Flow Chart Pengolahan Data…………………………………
27
Gambar 3.22. Hubungan tampilan HMI…………………………………….
29
Gambar 3.23. GT Designer 3 Mitsubishi……………………………………
29
Gambar 3.24.Tampilan menu utama pada HMI…………………………….
30
Gambar 3.25.Tampilan memasukkan kode sebelum melakukan perubahan Program pada HMI………………………………………….
31
Gambar 3.26. Menu untuk menasukkan kode dan melakukan perubahan Kode…………………………………………………………
32
Gambar 3.27. Program untuk melakukan perubahan program………………
33
Gambar 3.28. Program pengoperasian manual………………………………
33
Gambar 3.29. Tampilan Rekaman Pengoperasian…………………………..
34
Gambar 3.30. Program PLC, bagian Input………………………………….
36
Gambar 3.31. Program pergantian tampilan HMI…………………………..
38
Gambar 3.32. Program kembali ke menu utama HMI………………………
39
Gambar 3.33. Program kode…………………………………………………
40
Gambar 3.33. Program memasukkan nomor program………………………
42
Gambar 3.34. Program memasukkan nomor proses…………………………
44
Gambar 3.35. Program penyimpanan data pada Program Nomor 0, Proses Nomor 0 ……………………………………………..
46
Gambar 3.36. Program penyimpanan data pada Program Nomor 0, Proses Nomor 1…………………………………………….. .
47
Gambar 3.37. Program Pemanggilan Nomer Program………………………
48
Gambar 3.38. Perubahan nilai D4……………………………………………
49
Gambar 3.39. Program pemanggilan data Proses …………………………..
50
Gambar 3.40. Pemanggilan Data Program dan Proses………………………
51
Gambar 3.41. Program Arah putaran motor…………………………………
52
Gambar 3.42. Program output ke Driver Step……………………………….
53
Gambar 4.1. Bagian Sistem yang akan diuji …..……………………………
54
x
Gambar 4.2. Timing Pulley pada poros motor………………………………
55
Gambar 4.3. Pengujian Foot Switch ………………………………………..
56
Gambar 4.4. Pengujian Proximity Switch …………………………………..
57
Gambar 4.5. Layar HMI pada menu EDIT…………………………………..
58
Gambar 4.6. Input Kode Salah………………………………………………
59
Gambar 4.7. Input Kode Benar………………………………………………
60
Gambar 4.8. Monitor PLC, CHANGE CODE keliru……………………….
61
Gambar 4.9. Monitor PLC, CHANGE CODE benar. ………………………
61
Gambar 4.10. Set Program ……………………………………………………
62
Gambar 4.11. Monitor PLC, Isi Data………………………………………..
63
Gambar 4.12. Layar HMI menu MAN………………………………………
64
Gambar 4.13. MONITOR …………………………………………………..
65
Gambar 4.14. Monitor PLC, Data Call………………………………………
65
Gambar 4.15. RECORDS……………………………………………………
66
Gambar 4.16. Monitor PLC, Data Records………………………………….
67
Gambar 4.17. Monitor Program PLC, Display Data Records………………
68
Gambar 4.18. Monitor PLC, Total Data Records……………………………
69
Gambar 4.19. Pengukuran kecepatan motor…………………………………
71
Gambar 4.20. Flowchart Ilustrasi proses bending sebelum dilakukan modifikasi …………………………………………………..
73
Gambar 4.21. Flowchart Ilustrasi proses bending setelah dilakukan Modifikasi……………………………………………………
74
Gambar 4.22. Gambar kerja dan hasil kerja ………………………………..
76
Gambar 4.23. Filling Cabinet ……………… ………………………………..
78
Gambar 4.24. Proses Produksi Filling Cabiner ……………………………..
80
xi
DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Daftar Input PLC…………………………………………
35
Tabel 3.2. Daftar alamat pergantian tampilan HMI…………………
37
Tabel 3.3. Daftar Internal Memory untuk program input……………
41
Tabel 3.4. Daftar Internal Memory untuk proses input …………….
43
Tabel 3.5. Daftar Data Program dan Proses pergeseran stopper…….
45
Tabel 4.1. Urutan Proses Produksi filing Cabinet sebelum modifikasi mesin bending…………………………………………………...
80
Tabel 3.5. Urutan Proses Produksi filing Cabinet sesudah modifikasi mesin bending…………………………………………………...
xii
81
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Pengoperasian…………………………………………………..
xiii
86
