MODIFIKASI SISTEM KONTROL MESIN CURING PRESS BOM 34 BTC G16 DAN G17 DI PT. GAJAH TUNGGAL TBK. TUGAS AKHIR Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat dalam mencapai Gelar Sarjana Strata Satu ( S1 )
Di susun oleh : NAMA
: ALI SYUKRON
NIM
: 41405120073
PROGRAM STUDI : TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2009
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini : Nama
: Ali Syukron
NIM
: 41405120073
Jurusan
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknologi Industri
Judul Skripsi : Modifikasi Sistem Kontrol Mesin Curing Press BOM 34 BTC G16 dan G17 Di PT. Gajah Tunggal Tbk. Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya sendiri, bukan salinan atau duplikat dari karya orang lain, kecuali pada bagian yang telah disebutkan sumbernya.
Jakarta, Agustus 2009
Ali Syukron
LEMBAR PERSETUJUAN
Yang bertanda tangan di bawah ini : Nama
: Ali Syukron
NIM
: 41405120073
Jurusan
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknologi Industri
Judul Skripsi : Modifikasi Sistem Kontrol Mesin Curing Press BOM 34 BTC G16 dan G17 Di PT. Gajah Tunggal Tbk.
Jakarta, Agustus 2009 Menyetujui, Dosen Pembimbing
(Ir. Budi Yanto Husodo, MSc)
LEMBAR PENGESAHAN
Nama
: Ali Syukron
NIM
: 41405120073
Jurusan
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknologi Industri
Judul
: MODIFIKASI
SISTEM
KONTROL
MESIN
CURING PRESS BTC G16 DAN G17 DI PT. GAJAH TUNGGAL TBK.
Jakarta, Agustus 2009 Menyetujui, Pembimbing
Koordinator Tugas Akhir
( Ir. Budi Yanto Husodo, MSc. )
( Ir. Yudhi Gunardi, MT. )
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro
(Ir. Yudhi Gunardi, MT.)
ABSTRAK
Proses pembuatan ban motor melewati banyak tahapan mulai dari mesin banbury,open mill,ekstruder,bead gromed,bias cutting,building,venting dan curing. Setiap tahapan proses tersebut mempunyai karakteristik proses yang berbeda-beda dan setiap proses sangat berpengaruh terhadap kualitas akhir suatu ban motor. Salah satu proses tersebut adalah proses curing. Proses curing merupakan proses terakhir dari pembuatan ban, dimana green tyre, produk keluaran dari mesin building setelah dilubangi dengan ukuran kecil-kecil pada mesin venting, akan di panaskan dengan suhu dan tekanan tertentu untuk dimasak pada suatu cetakan yang disebut mold. Untuk mesin-mesin curing di Gajah Tunggal Tbk., sebagian besar merupakan
mesin
lama
yang
menggunakan
sistem
automatis
dengan
menggunakan PLC (Programmable Logic Control). Akan tetapi, tidak tersedia fasilitas program PLC yang memudahkan operator mesin curing untuk mengganti settingan waktu masak (curing time) pada setiap pergantian ukuran (size). Artinya, seorang operator mesin curing masih tergantung pada engineer untuk merubah program PLC guna merubah settingan curing time.
Kondisi lingkungan di mesin curing adalah cukup panas ,suhu di mold mencapai 1740C. Disamping itu, luas areal untuk mesin cukup sempit , jumlah mesin curing dalam satu line cukup banyak,rata-rata ada 15 mesin yang saling berdekatan satu sama lain. Untuk itu,Mesin curing memerlukan sistem kontrol yang memudahkan engineer dalam mengadakan trouble shooting apabila ada kerusakan mesin. Pada tulisan ini penulis mencoba menerapkan sistem kontrol dengan menggunakan PLC yang dipadukan dengan Human Machine Interface ( HMI ) untuk
menfasilitasi
operator
dan
engineer
dalam mengoperasikan
dan
memonitoring proses yang sedang terjadi. Dimana dengan adanya sistem kontrol ini operator lebih mudah dalam mengoperasikan mesin terutama pada saat memasukkan curing time pada saat pergantian size ban yang akan dimasak dan engineer lebih mudah dalam melakukan trouble shooting ketika ada kerusakan mesin.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala curahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga tugas akhir ini,berjudul : “ Modifikasi Sistem Kontrol Mesin Curing Press BTC BOM 34 G16 dan G17 Di PT Gajah Tunggal Tbk. “ dapat terselesaikan. Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan studi Strata-1 jurusan Teknik Elwktro,Fakultas Teknologi Industri di Universitas Mercubuana Jakarta. Tugas akhir ini tersusun tidak luput karena dorongan dari berbagai pihak , yang tiada
henti-hentinya,tak
pernah
bosan
dan
lelah
untuk
selalu
mengingatkan,memotivasi,mengorbankan api semangat kepada penyusun dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 1.
Bapak Ir. Yenon Orsa, MT , selaku Direktur Program Perkuliahan Sabtu Minggu, Universitas Mercubuana.
2.
Bapak Ir. Yudhi Gunardi MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Pksm Universitas Mercubuana dan Koordinator Tugas Akhir Teknik Elektro Pksm Universitas Mercubuana.
3.
Bapak Ir. Budi Yanto Husodo Msc. ,selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir penulis.
i
4.
Kedua orang tua dan saudara-saudaraku yang telah membantu secara moril dan materiil.
5.
Rekan-rekan yang tergabung dalam Laskar GM ( Gajah Mungkur ),yang tak henti-hentinya memberikan dorongan dan motivasi kepada penyusun untuk segera menyelesaikan tugas akhir ini .
6.
Rekan-rekan Empu kanwa III yang senantiasa memberikan fasilitas-fasilitas demi tersusunnya tugas akhir ini.
7.
Rekan-rekan yang tidak mampu saya sebutkan semuanya disini.
8.
Semua pihak yang telah membantu terselesaikanya tugas akhir ini.
Kami menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan jauh dari sempurna,maka kami mohon kritik dan saran demi kesempurnaan tugas akhir ini. Atas perhatiannya kami mengucapkan terima kasih.
Jakarta, Agustus 2009
Penyusun
ii
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL LEMBARAN PENGESAHAN LEMBARAN PERNYATAAN ABSTRAK KATA PENGANTAR ................................................................................
i
DAFTAR ISI ...............................................................................................
iii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
viii
DAFTAR TABEL .......................................................................................
xi
BAB I PENDAHULUAN ...........................................................................
1
1.1
Latar Belakang .......................................................................
1
1.2
Permasalahan ........................................................................
4
1.3
Batasan Masalah ...................................................................
5
1.4
Tujuan Penulisan...................................................................
5
1.5
Metode Penulisan..................................................................
6
1.6
Sistematika Laporan..............................................................
6
iii
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................ 2.1
Programable Logic Controler (PLC )................. .............................. 2.1.1 Gambaran PLC Secara Umum
9 9
.........................................
10
2.1.1.1 Central Procesing Unit (CPU ) ................................
10
2.1.1.2 Programmer / Monitor .............................................
11
2..1.1.3 Input Modul ..........................................................
12
2.1.1.4 Output Modul ..........................................................
13
2.1.1.5 Printer
................................................................
13
2.1.1.6 Program Recorder ............................. ......................
14
2.1.2 Device Pada PLC Mitsubishi................................................
14
2.1.2.1 Input (X) dan Output (Y) .........................................
14
2.1.2.2 Internal Relay (M),Latch Relay,Step Relay (S) .....
15
2.1.2.3 Timer (T) ................. ...............................................
16
2.1.2.4 Counter (C) .............................................. ...............
17
2.1.2.5 Data Register (D) ............................................. .......
17
2.1.3 Pengalamatan Input/Output Pada PLC Mitsubishi ............
18
2.1.4 Bahasa Pemrograman PLC Mitsubishi ......................... ......
20
2.1.4.1 Bahasa Simbol Relay (Ladder Mode) .............. .......
20
2.1.4.2 Bahasa Simbol Logika (List Mode) .................. .....
22
2.1.5 Instruksi Dasar pemrograman PLC ............... .......................
23
2.1.5.1 Load (LD),Load Not (LDI)............... .......................
23
2.1.5.2 And dan ANI ..........................................................
23
2.1.5.3 OR dan ORI ..........................................................
24
2.1.5.4 OUT (Y,M,L,S),OUT (T),OUT (C) .......................
25
2.1.5.5 Perbandingan Data / Comparation Instruction ........
25
iv
2.1.5.6 Konversi Bilangan ................. ..................................
27
2.1.5.7 Transfer Data (MOV,FMOV,BMOV) ............ ......
29
2.2 Human Machine Interface (HMI) ...................... ................................
32
2.2.1 Sistem Konfigurasi HMI GOT A-series ....................... .....
34
2.2.2 Device Pada GT Designer ................ ...................................
35
2.2.2.1 Screen
...................................................................
2.2.2.1.1 Base Screen
35
.................................. .......
35
2.2.2.1.2 Windows Screen .............................. ......
36
2.2.2.2 Object
..................... ..............................................
37
2.2.2.2.1 Numerical Input ............... .......................
37
2.2.2.2.2 Numerical Display ...................................
37
2.2.2.2.3 Bit Lamp ................................................
37
2.2.2.2.4 Touch Switch, Go To Screen Switch .....
38
2.2.2.2.5 Touch Switch,Bit Switch ................ ......
38
2.2.2.2.6 Touch Switch,Multi Action Switch ... .....
39
2.3 Sensor PT 100 .............................. ......................................................
39
2.4 Peralatan Pengaman ................... ..........................................................
40
2.4.1 MCB (Miniatur Circuit Breaker) .................................. .......
40
2.4.2 ToR (Thermal Overload Relay) ................................ .........
41
2.5 Solenoid Valve ....................................... .............................................
41
BAB III PERANCANGAN
.............................................................................
43
3.1 Deskripsi Kerja Mesin Curing BOM 34............................... ................
43
3.1.1 Gambaran Secara Umum Mesin Curing BOM 34 ..............
43
3.1.2 Bagian-bagian Mesin Curing ................................................
47
3.1.2.1 Mold Dan Platen ......................................................
47
v
3.1.2.2 Bladder
....................................................... .........
48
3.1.2.3 Low Ring ....................... .........................................
49
3.1.2.4 Top Ring .................... ............................................
50
3.1.2.5 Limit Switch........................... ..................................
51
3.1.3 Proses Curing
........................... ........................................
3.2 Deskripsi Kerja Mesin Curing Baru
53
.................................. .............
56
3.2.1 Bagian-bagian Yang Dimodifikasi ........................ ............
57
3.3 Desain Sistem Curing Baru ................... .............................................
58
3.3.1 Penentuan alat dan komponen .............................................
58
3.3.2 Pengalamatan Input Output PLC ............................... ..........
60
3.3.3 Perancangan Rangkaian Daya .............................................
64
3.3.4 Perancangan Program PLC Mitsubishi ...............................
65
3.3.5 Perancangan Program Touch Screen/HMI Mitsubishi GOT
69
3.3.5.1 Program Tampilan Menu ............ ..........................
69
3.3.5.2 Program Tampilan TIME SET ................................
72
3.3.5.3 Program Tampilan CURE TIME SET ............... ...
75
3.3.5.4 Program Tampilan Untuk CURE TECHNICS SET..
78
3.3.5.5 Program Tampilan Untuk CURE MONITOR ... ..
83
3.3.5.6 Pogram Tampilan Untuk Troubleshooting ..............
85
3.3.5.7 Pogram Tampilan Untuk Sistem Alarm
...............
87
3.4 Parameter Unjuk Kerja Mesin Curing .................................. .................
88
3.4.1 Kemudahan Dalam Pengoperasian
......................... ..........
88
3.4.2 Sistem Alarm .......................................................................
89
3.4.3 Savety Device .......................................................................
89
3.4.4 Cycle Time .......................................... ................................
90
vi
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA .................................................. ...........
91
4.1 Pengujian Unjuk Kerja Sistem Curing Lama .................... ........................
91
4.2 Pengujian MTTR Pergantian Curing Time Pada Sistem Curing Lama
92
4.3 Pengujian Unjuk kerja Sistem Curing Baru ...................................
94
4.4 Pengujian MTTR Pergantian Curing Time Pada Sistem Curing Baru
95
4.5 Analisa MTTR Pergantian Curing Time Pada Sistem Curing Baru....
97
4.6 Analisa Unjuk Kerja Sistem Curing Baru ......................................
98
4.7 Analisa Penyebab Scrap Produk Pada Mesin Curing ...................
100
4.8 Maintenance/ Perawatan Pada Mesin Curing ................................
103
BAB V PENUTUP
...................................................................................
107
5.1 Kesimpulan .............................................................. ..................
107
5.2 Saran ......................................................... ........................................ 108 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
vii
DAFTAR GAMBAR
1. Gambar 2.1 Lay Out System PLC
.................................................... 10
2. Gambar 2.2 Perangkat Programmer/ Monitor
........................................ 11
3. Gambar 2.3 Diagram Struktural Internal Input Modul
............................ 12
4. Gambar 2.4 Diagram Blok Struktur Internal Output Modul 5. Gambar 2.5 Input (X) dan Output (Y)
................ 13
...................................................
15
6. Gambar 2.6 Internal Relay (M),Latch Relay (L),Step Relay (S) ...............
16
7. Gambar 2.7 Timer (T)
...........................................................................
16
8. Gambar 2.8 Counter (C) ...........................................................................
17
9. Gambar 2.9 Data Register (D)
18
...............................................................
10. Gambar 2.10 Pemrograman Data Register
.......................................
18
...................................................
19
12. Gambar 2.12Pengalamatan I/O Menggunakan Extension Base ...............
20
13. Gambar 2.13 Ladder blok
...............................................................
21
14. Gambar 2.14 Urutan Eksekusi Program ...................................................
22
15. Gambar 2.15 List Mode Program ...............................................................
22
16. Gambar 2.16 Ladder Diagram Instruksi LD
.......................................
23
17. Gambar 2.17 Ladder Diagram Instruksi AND
.......................................
23
18. Gambar 2.18 Ladder Diagram Instruksi ORI
.......................................
24
19. Gambar 2.19 Ladder Diagram Penggunaan Instruksi LD,LDI,OR,ORI....
24
20. Gambar 2.20 Contoh Program Menggunakan OUT
...........................
25
21. Gambar 2.21 Struktur Program Perbandingan Data 16 Bit ......................
26
22. Gambar 2.22 Hasil Operasi Program Perbandingan Data 16 Bit ...............
26
23. Gambar 2.23 Contoh Program Perbandinngan Data 16 Bit ......................
26
11. Gambar 2.11 Pengalamatan I/O modul
24. Gambar 2.24 Struktur Program Konversi Bilangan Biner Ke BCD ......... 27 25. Gambar 2.25 Program Konversi Bilangan Biner ke BCD .......................
viii
28
Gambar 2.26 Program Konversi Bilangan BCD Ke Biner ……………………..29 26. Gambar 2.27 Transfer 16 Bit data dengan Instruksi MOV
................ 30
27. Gambar 2.28 Contoh Program Dengan Instruksi MOV ............................ 30 28. Gambar 2.29 Instruksi BMOV
................................................................ 31
29. Gambar 2.30 Instruksi FMOV
................................................................ 32
30. Gambar 2.31 Human Interface GP-577R ..................................................... 33 31. Gambar 2.32 Sistem Konfigurasi HMI A-series ......................................... 34 32. Gambar 2.33 Spesifikasi Base Screen
..................................................... 35
33. Gambar 2.34 Windows screen
................................................................. 36
34. Gambar 2.35 Numerical Input
................................................................. 37
35. Gambar 2.36 Numerical Display ................................................................. 37 36. Gambar 2.37 Bit Lamp
............................................................................. 38
37. Gambar 2.38 Go To Screen Switch
..................................................... 38
38. Gambar 2.39 Bit Switch ............................................................................. 38 39. Gambar 2.40 Sensor PT 100 Ohm
..................................................... 40
40. Gambar 3.1 Mesin Curing
................................................................. 44
41. Gambar 3.2 Mold dan Platen
................................................................. 47
42. Gambar 3.3 Bladder
............................................................................. 49
43. Gambar 3.4 Bottom Ring ............................................................................ 50 44. Gambar 3.5 Top Ring
............................................................................. 51
45. Ganbar 3.6 Limit Switch .............................................................................. 52 46. Gambar 3.7 Blok Diagram Pengalamatan I/O PLC ...................................... 61 47. Gambar 3.8 Rangkain Daya untuk Mesin curing ......................................... 64 48. Gambar 3.9 Diagram Flow Chart Kerja Mesin Curing 49. Gambar 3.10 Screen Menu
............................. 68
................................................................. 70
50. Gambar 3.11 Screen Properti Pada tampilan MENU .................................. 71 51. Gambar 3.12 Object Berjenis Multi Action Switch .................................... 71 52. Gambar 3.13 Settingan Multi Action Switch Pada Tampilan MENU ......... 72 53. Gambar 3.14 Program Tampilan TIME SET
......................................... 73
54. Gambar 3.15 Settingan Numerical Input Pada Tampilan TIME SET ........ 74 55. Gambar 3.16 Settingan Multi action Switch Pada Tampilan TIME SET .... 75
ix
56. Gambar 3.17 Program Tampilan CURE TIME SET 1 ..........................
76
57. Gambar 3.18 Program Tampilan CURE TIME SET 2 ..........................
77
58. Gambar 3.19 Program Tampilan CURE TECHNICS SET 1
..............
79
59. Gambar 3.20 Program Tampilan CURE TECHNICS SET 2
..............
80
..............................................................
81
61. Gambar 3.22 Settingan Action Bit Pada Multi Action Switch ...............
82
62. Gambar 3.23 Program Tampilan CURE MONITOR 1 ..........................
83
63. Gambar 3.24 Screen Pneumatic Monitoring
......................................
84
64. Gambar 3.25 Screen Sistem Alarm
......................................
87
60. Gambar 3.21 Settingan Multi action Switch Pada Tampilan CURE TECHNICS SET 2
65. Gambar 4.1 Sistem Alarm Untuk Kegagalan Temperatur .............................. 102 66. Gambar 4.2 Sistem Alarm Untuk Kegagalan Pressure masuk……………….
x
103
DAFTAR TABEL
1.
Tabel 3.1 Daftar Komponen Mesin Curing BOM 34 ...........................
58
2.
Tabel 3.2 Pengalamatan Input PLC
................................................
62
3.
Tabel 3.2 Pengalamatan 0utput PLC
...............................................
63
4.
Tabel 4.1 Unjuk kerja mesin curing lama
5.
Tabel 4.2 Data MTTR Pergantian Curing Time Pada Sistem Curing Lama
6.
...................................
.............................................................................................
91
93
Tabel 4.3 Cycle Time Mesin Curing Lama Tanpa Ada Pergantian Size
............................................................................................
94
7. . Tabel 4.4 Unjuk Kerja Sistem Curing baru .....................................
94
8.
Tabel 4.5 Data MTTR Pergantian Curing Time Pada Sistem Curing Baru
9.
............................................................................................
96
Tabel 4.6 Cycle Time Mesin Curing Baru Tanpa Ada Pergantian Size....................................................................................................
97
10. Tabel 4.7 Kondisi Sistem Curing Lama Berkaitan Dengan Maintenance
...............................................................................
105
11. Tabel 4.8 Kondisi Sistem Curing Baru Berkaitan Dengan Maintenance
..............................................................................
xi
106
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Proses pembuatan ban motor melewati banyak tahapan mulai dari mesin
banbury,open mill,ekstruder,bead gromed,bias cutting,building,venting dan curing. Setiap tahapan proses tersebut mempunyai karakteristik proses yang berbeda-beda dan setiap proses sangat berpengaruh terhadap kualitas akhir suatu ban motor. Salah satu proses tersebut adalah proses curing. Proses curing merupakan proses terakhir dari pembuatan ban, dimana green tyre, produk keluaran dari mesin building setelah dilubangi dengan ukuran kecil-kecil pada mesin venting, akan di panaskan dengan suhu dan tekanan tertentu untuk dimasak pada suatu cetakan yang disebut mold. Green tyre tersebut akan dimasak selama selang waktu tertentu, dimana lamanya waktu masak berbeda-beda tergantung jenis ukuran ban. Sehingga, satu mesin curing dapat menghasilkan produk ban dengan ukuran yang berbeda-beda sesuai dengan jenis green tyre dan mold yang digunakan. Jadi, pada saat
2
pergantian size ban yang akan dimasak, akan terjadi perubahan settingan curing time sesuai dengan standar yang telah ditetapkan oleh department technical. Untuk mesin-mesin curing di Gajah Tunggal Tbk., sebagian besar merupakan
mesin
lama
yang
menggunakan
sistem
automatis
dengan
menggunakan PLC (Programmable Logic Control). Akan tetapi, tidak tersedia fasilitas program PLC yang memudahkan operator mesin curing untuk mengganti settingan waktu masak (curing time) pada setiap pergantian ukuran (size). Artinya, seorang operator mesin curing masih tergantung pada engineer untuk merubah program PLC guna merubah settingan curing time. Sehingga, masalah utama yang sering dihadapi adalah hilangnya waktu pada saat pergantian size ban,yang disebabkan antara lain proses perjalanan engineer menuju ke areal mesin curing,proses merubah program PLC dan terbatasnya jumlah engineer terutama personel engineer shift bila dibandingkan dengan luasnya areal yang harus dimantain. Akibatnya, waktu yang seharusnya digunakan untuk menghasilkan produk ban akan terbuang dengan sia-sia, sehingga produktifitas menurun. Kondisi lingkungan di mesin curing adalah cukup panas ,suhu di mold mencapai 1740C. Disamping itu, luas areal untuk mesin cukup sempit , jumlah mesin curing dalam satu line cukup banyak,rata-rata ada 15 mesin yang saling berdekatan satu sama lain. Hal ini menyulitkan seorang engineer pada saat mengadakan trouble shooting kerusakan mesin terutama pada saat mengadakan pengecekan langsung pada komponen elektrik seperti limit switch,pressure switch dan solenoid.
3
Mengingat hal diatas, penulis bermaksud untuk merancang suatu sistem kontrol yang lebih baik, yang akan memudahkan maintenance untuk melakukan troubleshooting ketika ada kerusakan mesin ,mengurangi ketergantungan operator pada engineer dalam setiap pergantian size dan memudahkan operator untuk memonitoring proses yang sedang berlangsung mulai dari langkah kerja dan counter produksi. “Modifikasi Sistem Kontrol Mesin Curing Press BOM 34 BTC G16 & G17 Di PT. Gajah Tunggal Tbk.” ,merupakan judul yang penulis berikan pada tugas akhir ini, sebagai salah satu solusi untuk meningkatkan unjuk kerja mesin yang sudah ada. Fungsi HMI pada perancangan ini akan lebih dimaksimalkan sebagai input data dan monitoring. Sebagai input data pada program HMI, penulis menyediakan fasilitas untuk operator sehingga tidak perlu tergantung pada engineer untuk merubah curing time pada saat pergantian size. Sedangkan fungsi monitoring lebih banyak penulis maksimalkan terutama untuk keperluan troubleshooting maintenance,monitoring langkah proses dan monitoring counter produksi.
1.2 1.
Permasalahan Setiap pergantian spesifikasi ukuran ban pada mesin Curing BTC G16 & G17 di PT Gajah Tunggal Tbk. ,operator mesin masih membutuhkan engineer untuk merubah curing time di program PLC ,sehingga ada hilangnya waktu.
4
Hal ini disebabkan
tidak tersedianya program PLC yang memberikan
fasilitas kepada operator untuk merubah settingan curing time sendiri tanpa bantuan engineer. 2.
Kondisi lingkungan di mesin curing adalah cukup panas ,suhu di mold mencapai 1740C. Disamping, itu luas areal untuk mesin cukup sempit , jumlah mesin curing dalam satu line cukup banyak,rata-rata ada 15 mesin yang saling berdekatan satu sama lain. Hal ini menyulitkan seorang engineer pada saat mengadakan trouble shooting kerusakan mesin terutama pada saat mengadakan pengecekan langsung pada komponen elektrik seperti limit switch,pressure switch dan solenoid. Hal ini disebabkan tidak tersedianya fasilitas monitoring untuk keperluan trouble shooting yang berfungsi membantu engineer untuk memantau proses langkah mesin yang sedang berlangsung.
3. Tuntutan dari standarisasi ISO TS 16949 yang telah dijalankan PT Gajah Tunggal Tbk. yang salah satu klausalnya mewajibkan diadakannya suatu alarm pada mesin yang mengingatkan operator jika suatu proses mengalami error,dan error tersebut bisa menghasilkan kerusakan yang fatal pada produk. Pada proses masak ban ,suhu adalah besaran yang sangat dominan untuk mendapatkan produk ban yang memenuhi spek. Tidak terpenuhinya suhu yang telah ditetapkan akan menghasilkan kegagalan pada produk. Untuk itu diperlukan suatu sistem alarm yang mengingatkan operator jika ada kegagalan temperatur pada proses pemasakan ban.
5
1.3
Batasan Masalah Agar pembahasan tugas akhir ini menjadi lebih terarah, maka perlu
adanya pembatasan masalah. Penulis memfokuskan pada hal-hal yang meliputi: 1. Penentuan spesifikasi komponen listrik yang digunakan dalam perancangan. 2. Pengalamatan Input dan Output (I/O),serta cara pengawatan peralatan pada PLC Mitsubishi. 3. Pembuatan program pada PLC Mitsubishi. 4. Human Machine Interface Mitsubishi GOT Series. Dengan demikian, pembahasan tidak meliputi peralatan actuator.
1.4
Tujuan Penulisan Tujuan Penulisan Tugas akhir ini adalah :
1. Meningkatkan unjuk kerja mesin Curing Press BOM 34 G16 & G17 di PT Gajah Tunggal Tbk. 2. Mereduksi MTTR ( Main Time To Repair ) mesin curing ,waktu yang ditempuh untuk men-setting mesin dan memperbaiki suatu kerusakan pada mesin hingga mesin tersebut berjalan normal dan dapat berproduksi kembali, pada saat pergantian curing time. 3. Mencegah Scrap produk ,cacat pada produk pada saat proses poduksi yang menyebabkan
produk
tersebut
tidak
memenuhi
spesifikasi
yang
ditentukan,yang disebabkan karena kegagalan temperatur sebelum proses masak pada mesin curing. 4. Mempermudah proses maintenance.
6
1.5
Metode Penulisan Metode yang digunakan dalam penyelesaian penulisan tugas akhir ini
adalah sebagai berikut : 1. Metode kajian pustaka. Penulis menggunakan buku-buku literature, majalah, diktat-diktat kuliah serta sumber-sumber pendukung lainnya dalam mencari landasan teori yang berhubungan dengan pokok pembahasan tugas akhir ini. 2. Metode Eksperimen Penulis melakukan serangkaian percobaan untuk mengetahui hasil dari rancangan yang dibuat, sehingga dapat diketahui secara pasti apakah alat ini bisa bekerja sesuai fungsinya atau tidak.
1.6
Sistematika Penulisan Untuk mendapatkan gambaran secara umum tentang pokok pembahasan
dalam laporan tugas akhir ini, maka penulis membagi pokok pembahasan tersebut dala beberapa bab yang secara garis besarnya adalah sebagai berikut :
BAB I
: PENDAHULUAN Pada
bab
ini
akan
diuraikan
permasalahan,batasan masalah dan serta sistematika penulisan.
tentang
latar
belakang,
tujuan penulisan, metode
7
BAB II
: LANDASAN TEORI Pada bab ini akan dibahas tentang teori dasar dan teori pendukung,
yang menunjang dalam penulisan tugas akhir ini,
antara lain mengenai Programmable Logic Controller, Human Machine Interface, sensor suhu PT 100, Peralatan Pengaman dan Solenoid Valve.
BAB III
: PERANCANGAN Pada bab ini akan membahas tentang proses pembuatan tugas akhir,
mulai dari gambaran umum mesin Curing Press
BOM34,bagian-bagian mesin curing, sistem curing baru,bagianbagian yang dimodifikasi ,langkah-langkah perancangan,mulai dari penentuan spesifikasi komponen,penentuan input output PLC,wiring/pengawatan
rangkain
kontrol
PLC
,membuat
program PLC & HMI serta dijelaskan tentang parameter unjuk kerja.
BAB IV
: PENGUJIAN DAN ANALISA Pada bab ini akan membahas tentang pengujian dan analisa untuk sistem curing lama dan sistem curing baru.
8
BAB V
: PENUTUP Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran mengenai rancangan kontrol mesin Curing Press BOM34 yang dibuat oleh penulis.
LAMPIRAN
9
BAB II LANDASAN TEORI
Pada penulisan tugas akhir ini penulis menggunakan berbagai teori pendukung. Teori-teori tersebut antara lain tentang Programmable Logic Controller (PLC), Human Machine Interface (HMI), Motor Induksi Tiga Fasa, Sensor PT 100 Ohm, Peralatan Pengaman serta tentang Solenoid Valve
2.1
Programmable Logic Controller ( PLC ) Programmable Logic Controller ( PLC ) merupakan suatu alat pengendali
berbasiskan teknologi elektronika-komputer yang dapat diprogram, dimana program tersebut dapat berupa kontak masukan, keluaran, pewaktu, pencacah, fungsi matematika, manipulasi data dan pengatur komunikasi pada kontrol mesin maupun proses industri. Dengan kata lain, PLC adalah komputer yang didesain kusus untuk pengontrolan mesin-mesin industri. Alat pengendali terpogram ini telah dikembangkan pada industri sejak 1969 dengan sebutan Programmable Controllers (PCs). Nama tersebut didefinisikan oleh Capiel (1982), sedangkan nama Programmable Logic Controller (PLC) pertama kali dipopulerkan oleh perusahaan Allen Bradley.
10
2.1.1 Gambaran PLC secara umum Diagram umum dari sebuah alat pengendali pengendali logika dapat diprogram (PLC) dapat kita seperti pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.1 Lay Out Sistem PLC ( John W.Webb, Programmable Controller Principles and Application, 1992 )
2.1.1.1 Central processing Unit ( CPU ) Central processing Unit (CPU) merupakan otak atau jantung dari sistem Bagian – bagian CPU antara lain catu daya, memori tetap ( fixed memory ), memori yang dapat dirubah ( alterable memory ), processor, baterai cadangan ( back up battery ). Memori tetap berisikan program yang merupakan sistem operasi dari PLC. Memori tetap tersimpan pada ROM di dalam CPU. Memori ini diset oleh pembuat PLC dan tidak dapat diubah oleh pengguna PLC. Alterable Memory merupakan
11
bagian PLC yang berisi perintah – oerintah yang diprogram oleh pengguna. Register – register pada alterable memory berubah isinya pada saat PLC beroperasi. Processor merupakan bagian dari CPU PLC yang menerima, menganalisa, memproses dan mengirim informasi. Informasi yang dikirima atau diterima dalam bentuk pulsa digital.
2.1.1.2 Programmer / Monitor Programmer / Monitor merupakan perangkat untuk memasukkan program pada CPU PLC. Perangkat ini dapat berupa console atau computer ( laptop ). Apabila program telah selesai dibuat maka untuk memasukkan program, programmer dihubungkan dengan CPU menggunakan link cable.
Gambar 2.2 Perangkat Programmer / Monitor ( Brosur Toshiba Programmable Controller )
Pada saat PLC dalam kondisi running PM dapat digunakan untuk mengetahui kondisi I/O dalam kondisi aktif atau tidak.Tiap – tiap merek PLC
12
mempunyai karakteristik internal yang berbeda sehingga PM yang digunakan berbeda pula. Termasuk juga jenis perangakat keras ( console / laptop ) dan perangkat lunak ( software ) yang digunakan.
2.1.1.3 Input Modul Secara garis besar blok diagram input modul ditunjukkan pada gambar 2.3. Pada input terjadi empat tahapan proses . Pertama, input modul melakukan sensing pada ada tidaknya sinyal masukan pada tiap – tiap terminal input. Adanya sinyal masukan menandakan switch, sensor atau sinyal lain pada proses yang dikontrol dalam keadaan on atau off. Kedua, input modul mengkonversi sinyal masukan ke dalam bentuk sinyal yang sesuai dengan sinyal kerja input modul. Ketiga, input modul melakukan pemisahan ( isolasi ) antara input dengan output. Terakhir input modul menghasilkan sinyal output yang dijadikan sebagai input bagi CPU PLC.
Gambar 2.3 Diagram Struktur Internal Input Modul ( John W.Webb, Programmable Controller Principles and Application, 1992 )
13
2.1.1.4 Output Modul Secara garis besar blok diagram input modul ditunjukkan pada gambar 2.3
Gambar 2.4 Diagram Blok Struktur Internal Output Modul ( John W.Webb, Programmable Controller Principles and Application, 1992 ) Pada output modul terjadi empat tahapan proses seperti pada input modul. Tahap pertama yaitu melakukan sensing pada ada tidaknya sinyal masukan dari CPU. Sinyal ini selanjutnya diisolasi pada bagian optoisolator pada tahap berikutnya. Hasil dari optoisolator dikonversi pada converter menjadi sinyal AC ( Alternating Current ) atau DC ( Direct Current ).
2.1.1.5 Printer Printer digunakan untuk mencetak informasi dari sistem PLC yang dimonitor. Informasi yang dapat dicetak dapat berupa ladder diagram, mneumonic atau informasi lain sesuai dengan fasilitas yang disediakan oleh software yang digunakan.
14
2.1.1.6 Program Recorder Program Recorder merupakan perangakat yang digunakan untuk merekam program. Perangakat yang digunakan dapat berupa hard disk, disket, CD–R. Penyimpanan dilakukan sebagai antisipasi apabila program yang terdapat pada CPU mengalami kerusakan.
2.1.2
Device pada PLC Mitsubishi
2.1.2.1 Input ( X ) dan Output ( Y ) Perangkat input dan output digunakan untuk pertukaran data dari CPU PLC dengan peralatan luar. Peralatan input memberikan data ON atau OFF yang diberikan peralatan luar ke input modul. Data input digunakan sebagai kontak normally open ( NO ) atau normally close ( NC ) dan sebagai sumber data bagi operasi program. Peralatan output digunakan untuk mengeluarkan hasil operasi program dari output modul ke peralatan luar. Gambar 2.5 menunjukkan contoh peralatan input dan output pada sistem PLC.
15
Gambar 2.5 Input ( X ) dan Output ( Y ) ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
2.1.2.2 Internal Relay ( M ), Latch Relay ( L ), Step Relay ( S ) Internal Relay ( M ), Latch Relay ( L ) dan Step Relay ( S ) merupakan relay bantu pada CPU PLC dengan nomor kontak ( NO / NC ) tidak terbatas. Relay ini digunakan sebagai pengganti relay elektrik di dalam CPU PLC dalam membuat rangkaian kontrol atau program. Pada gambar 2.6 menunjukkan salah satu pemakaian M, L, S pada rangkaian suatu program pendek. Dari gambar 2.6 dapat dilihat ketika X0 ON maka M0 ( Internal Relay ) ON. Sinyal output dari M0 ( Internal Relay ) tidak dapat digunakan untuk mengaktifkan peralatan luar demikian juga Latch Relay ( L ) dan Step Relay ( S ). Ketika X1 on maka L1000 (Latch Relay ) on dan mengaktifkan S2000 ( Step Relay ) selama satu waktu scan.
16
Gambar 2.6 Internal Relay ( M ), Latch Relay ( L ), Step Relay ( S ) ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
2.1.2.3 Timer ( T ) Timer mulai aktif apabila coilnya mulai diaktifkan. Kontak timer akan aktif menjadi close apabila timer mencapai sudah setting waktu. Apabila coil timer di off-kan maka nilai waktu timer menjadi 0 dan kontak menjadi off. Gambar 2.7 menujukkan contoh pemakaian timer dan diagram waktunya.
Gambar 2.7 Timer ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
17
2.1.2.4 Counter ( C ) Counter pada PLC melakukan penghitungan maju ( upcount ). Counter mulai melakukan penghitungan apabila coil diaktifkan. Setelah mencapai setting maka kontak counter menjadi on/off. Nilai terhitung pada counter akan tetap tersimpan sampai kontak reset ( RST ) counter diaktifkan. Reset mengubah nilai terhitung pada counter menjadi nol. Gambar 2.8 menunjukkan contoh ladder counter.
Gambar 2.8 Counter ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
2.1.2.5 Data Register ( D ) Data Register digunakan untuk menyimpan data numeric ( -32768 sampai 32767 atau 0000H sampai FFFFH ) dalam PLC. Tiap – tiap register memuat 16 bit data. Untuk menyimpan data 16 bit digunakan dua register. Data yang tersimpan pada register tetap nilainya sampai tertumpuk dengan data baru. Gambar 2.9 menujukkan contoh pemrograman register data untuk data 32 bit.
18
Gambar 2.9 Data Register ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
Gambar 2.10 Pemrograman Data Register ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
2.1.3
Pengalamatan Input/Output pada PLC Mitsubishi PLC dapat mengakses data dari input maupun memberikan informasi ke
luar melalui output modul. Agar CPU dapat mengakses dengan tepat data dari input ,modul maka perlu ditentukan alamat dari data. Hasil dari proses yang terjadi di CPU dapat dikeluarkan melalui output modul pada alamat tertentu. Alamat I/O pada PLC khususnya Mitsubishi PLC dituliskan dalam 3 digit bilangan hexadecimal. Gambar 2.11 menunjukkan contoh pengalamatan I/O dalam PLC Mitsubishi .
19
Gambar 2.11 Pengalamatan I/O Modul ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
Pada gambar 2.11 terdapat 3 buah input modul dengan 16 terminal dan 2 buah output modul dengan 16 terminal. Penomoran dimulai dengan nomor slot modul ditempatkan. Pada contoh di atas alamat input dan output yaitu : -
Input modul 1
: X000H – X00FH
-
Input modul 2
: X010H – X01FH
-
Input modul 3
: X020H – X02FH
-
Ouput modul 1
: Y030H – Y03FH.
-
Output modul 2
: Y040H – Y04FH
Apabila sistem yang dikontrol membutuhkan program dengan kapasitas besar dan membutuhkan I/O yang banyak maka dapat digunakan extension base. Penomoran I/O pada sistem seperti ini merupakan kelanjutan dari I/O sebelumnya seperti ditunjukkan gambar 2.12.
20
Gambar 2.12 Pengalamatan I/O Menggunakan Extension Base ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
2.1.4
Bahasa Pemrograman PLC Mitsubishi Di dalam melakukan pemrograman PLC Mitsubishi terdapat dua model
pendekatan, yaitu: 1. Bahasa simbol relay ( Ladder Mode ) 2. Bahasa simbol logika ( List Mode )
2.1.4.1 Bahasa simbol relay ( Ladder Mode ) Metode bahasa simbol relay berdasarkan pada konsep prinsip kerja rangkaian kontrol relay elektrik. Operasi perintah yang terjadi sama seperti pada urutan ladder diagram rangkaian kontrol menggunakan relay elektrik. Pada metode ini terdapat ladder block yaitu
bagian terkecil dari program berurut
21
( sequence program ), ditunjukkan pada gambar 2.13. Tiap – tiap blok dimulai dari sisi kiri bus dan diakhiri pada sisi kanan bus.
Gambar 2.13 Ladder Block ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
Operasi program berurut ( sequence program ) dilaksanakan secara berulang dimulai dari awal blok atau langkah 0 dan berakhir sampai pada instruksi END. Gambar 2.14 berikut ini menunjukkan urutan pelaksanaan program pada PLC.
22
Gambar 2.14 Urutan Eksekusi Program ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
2.1.4.2 Bahasa Simbol Logika ( List Mode ) Bahasa simbol logika digunakan untuk menuliskan kontak dan coil yang telah tertulis pada bahasa simbol relay. Sama seperti pada metode bahasa simbol relay, pada metode ini pelaksanaan program berurut dilaksanakan secara berulang dimulai dengan langkah 0 dan diakhiri pada instruksi END seperti ditunjukkan gambar 2.15.
Gambar 2.15 List Mode Program ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
23
2.1.5
Instruksi dasar pemrograman PLC Mitsubishi
2.1.5.1 Load ( LD), Load Not (LDI) − Instruksi ini dipakai untuk mewakili satu kondisi logika untuk mengeluarkan satu output. − Berfungsi sebagai kontak NO ( Normally Open ) untuk LD dan NC (normally closed) untuk LDI. Instruksi dipakai pada saat memulai suatu ladder atau ladder block.
Gambar 2.16 Ladder Diagram Instruksi LD ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
2.1.5.2 AND dan ANI − Instruksi ini dipakai untuk melakukan operasi AND atau AND NOT terhadap hasil dari operasi sebelumnya. − Berfungsi sebagai kontak NO ( normally npen ) untuk AND dan NC (normally close) unrtuk ANI.
Gambar 2.17 Ladder Diagram Instruksi AND ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
24
2.1.5.3 OR dan ORI − Instruksi ini dipakai untuk melakukan operasi OR atau OR NOT , membutuhkan salah salah satu dari beberapa kondisi logika untuk mengeluarkan ouput. − Berfungsi sebagai kontak NO ( Normally Open ) untuk OR dan kontak NC (normally close) untuk ORI.
Gambar 2.18 Ladder Diagram Instruksi ORI ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
Gambar 2.19 Ladder Diagram Penggunaan Instruksi LD, LDI, OR, ORI ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
Dari gambar 2.22 dapat dilihat untuk mengaktifkan output Y033 diperlukan salah satu dari X003, X004 atau X005 yang aktif. Untuk mengaktikan
25
output Y034 , X005 dan M11 harus dalam kondisi aktif ( close ) atau X006 tetap tidak aktif (close).
2.1.5.4 OUT ( Y, M, L, S ), OUT ( T ), OUT ( C ) Perintah Out ( Y, M, L, S ) digunakan untuk memberikan output dari hasil operasi dari pogram yang mendahului.Gambar 2.20 memberikan contoh penggunaan program OUT. Dari gambar dapat dilihat apabila X005 on maka Y003 mengeluarkan output. Apabila X006 on maka Y034 dan Y035 mengeluarkan output.
Gambar 2.20 Contoh Program Menggunakan OUT ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
2.1.5.5 Perbandingan Data/Comparison Instruction Di dalam Mitsubishi PLC tersedia perintah untuk melakukan perbandingan data, baik data 16 maupun 32 bit. Operasi perbandingan ini berfungsi seperti kontak NO ( Normally Open ) yang akan berubah maenjadi close apabila kondisi perbandingan yang diperintahkan tercapai. Struktur program perbandingan ini ditunjukkan oleh gambar 2.21. Sedangkan gambar 2.22 menunjukkan hasil dari operasi perbandingan.
26
Gambar 2.21 Struktur Program Perbandingan Data 16 Bit ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
Gambar 2.22 Hasil Operasi Program Perbandingan Data 16 Bit ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
Gambar 2.23 Contoh Program Perbandingan Data 16 Bit ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
27
Dari gambar 2.23 yang merupakan contoh pemrograman perbandingan dua data 16 bit dapat kita lihat apabila data pada X0 sampai dengan XF sama dengan data yang tersimpan pada D3 maka Y033 on.
2.1.5.6 Konversi Bilangan Instruksi ini digunakan untuk mengkonversi suatu bilangan; dari biner ke decimal, decimal ke biner maupun hexadecimal ke decimal atau biner. Struktur program konversi bilangan biner menjadi bilangan BCD ditunjukkan pada gambar 2.24. Dari gambar ini dapat dilihat bilangan biner yang akan dikonversi ditempatkan pada alamat S dan hasil operasi disimpan pada alamat D.
Gambar 2.24 Struktur Program Konversi Bilangan Biner ke BCD ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 ) Gambar 2.25 merupakan contoh program konversi bilangan biner ke bilangan BCD. Program pada gambar 2.25 mengkonversi data biner pada alamat C4 menjadi bilangan BCD dan hasilnya dikeluarkan pada lamat Y20 sampai dengan Y2F sebagai driver seven segment.
28
Gambar 2.25 Program Konversi Bilangan Biner ke BCD ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
Gambar 2.26 merupakan contoh program yang mengkonversi data BCD ke data biner. Dari contoh dapat kita lihat data pada X10 sampai dengan X0B yang berupa data BCD diubah menjadi data biner dan disimpan pada D8 pada saat X8 on.
29
Gambar 2.26 Contoh Program Konversi Bilangan BCD ke Biner ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
2.1.5.7 Transfer Data ( MOV, FMOV, BMOV ) Instruksi transfer data ini meliputi data 16 bit dan 32 bit. Perbedaan penulisan hanya dibedakan dengan symbol D pada data 32 bit. Transfer data merupakan suatu instruksi pemindahan data dari alamat asal (resource) ke alamat tujuan (destination). Data-data yang akan dipindahkan ini dapat berupa blok (sekumpulan data dari sekian alamat) maupun single data. Selain dapat digunakan untuk memindahkan data, instruksi ini dapat juga digunakan untuk meng-inversekan data. Gambar berikut ini menunjukkan perbedaan fungsi antara perintah MOV, BMOV, dan FMOV.
30
Gambar 2.27 Transfer 16 bit data dengan instruksi MOV ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
Gambar 2.28 Contoh Program dengan instruksi MOV ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
Dari gambar 2.27 dan 2.28 diatas terlihat jelas instruksi MOV. Pada instruksi MOV data dipindahkan sesuai dengan nilai aslinya. Untuk lebih detail perbedaan instruksi BMOV dan FMOV akan ditunjukkan pada gambar berikut ini.
31
Gambar 2.29 Instruksi BMOV ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
32
Gambar 2.30 Instruksi FMOV ( Mitsubishi Programmable Controller Manual, 1993 )
2.2 Human Machine Interface ( HMI ) Human Machine Interface merupakan suatu layar elektronik yang bisa diprogram. Layar elektronik ini dapat menggantikan peran panel operasi konvensional seperti sakelar-sakelar operasi, lampu display dan bahkan bisa
33
menampilkan data dalam bentuk sebuah grafik. Pada Human Machine Interface tertentu bahkan bisa memonitor serta merubah program dalam sebuah PLC. Setiap Human Interface dapat berkomunikasi dengan Programmable Logic Controller (PLC) produk manapun yang sudah ada dalam softwarenya, hanya saja yang perlu diperhatikan dalam membuat suatu program adalah kita harus mengetahui alamat (addressing) masing-masing PLC. Sebagai contoh alamat yang dimiliki oleh PLC Mitsubishi, akan berbeda dengan PLC Siemens dan sebaliknya. Hal ini bisa kita lihat pada table konversi di manual book Human Machine Interface tersebut.
Gambar 2.31 Human Machine Interface GP-577R Dengan menggunakan Human Machine Interface dalam pembuatan suatu sistem kontrol, kita akan dapat menghemat external input dan output serta penampilan sebuah sistem kontrol akan terlihat lebih rapi, karena tidak memerlukan begitu banyak kabel serta akan lebih mudah dalam mengatasi kerusakan sistem kontrol.
34
2.2.1 Sistem Konfigurasi HMI GOT A-series
Gambar 2.32 Sistem konfigurasi HMI A-series (Mitsubishi,GT Designer2 Version2,Reference Manual)
Untuk membuat program pada HMI GOT A-series diperlukan komponenkomponen sebagai berikut : 1. Komputer yang menggunakan windows sebagai sistem operasi dengan syarat minimum sebagai berikut: Pentium 200Mhz,Memory 64MB,Hard Disk 400MB. 2. Software GT Designer 2,Melsec Mitsubishi sebagai software yang befungsi untuk membuat program HMI GOT A-series ,yang telah di-install pada komputer. 3. Kabel Komunikasi RS-232,AC30R2-9SS FX-232CAB-1,untuk komunikasi antara software GT Designer 2 dengan HMI GOT A-series.
35
4. Memoy card,untuk menyimpan program HMI GOT
A-series dan bersifat
komponen tambahan (optional). 5. Printer dan kabel,untuk mencetak program HMI GOT A-series.
2.2.2 Device pada GT Designer 2 2.2.2.1 Screen Merupakan device yang pertama dibuat dalam membuat pogram HMI GOT-A series. Setelah screen dibuat baru kita bisa membuat device-device yang lain seperti,Object dan Figure. Ada beberapa macam screen,diantaranya :
2.2.2.1.1 Base Screen Merupakan basic screen,screen dasar/pertama pada tampilan screen GOT.
Gambar 2.33 Spesifikasi Base screen (Mitsubishi,GT Designer2 Version2,Reference Manual)
36
2.2.2.1.2 Windows Screen Merupakan suatu screen yang terletak diatas Base Screen. Windows screen yang telah dibuat dapat di tampilkan dengan metode berikut : a. Overlap Windows Tampilan windows yang muncul,tampak terlihat diatas base screen. Tipe window ini dapat dipindah dan ditutup secara manual. b. Superimposed Window Suatu windows yang tergabung di dalam base screen. Jika suatu superimposed windows di tekan maka bagian base screen tersebut akan berubah. c. Key Window Suatu windows yang muncul,yang ditampilkan diatas base screen ketika hendak memasukkan data.
Gambar 2.34 windows screen (Mitsubishi,GT Designer2 Version2,Reference Manual)
37
2.2.2.2 Object 2.2.2.2.1 Numerical input Merupakan object yang berfungsi writing suatu data dari GOT ke PLC.
Gambar 2.35 numerical Input (Mitsubishi,GT Designer2 Version2,Reference Manual)
2.2.2.2.2 Numerical Display Data yang disimpan di PLC dapat ditampilkan berupa data berbentuk angka di GOT.
Gambar 2.36 Numerical display (Mitsubishi,GT Designer2 Version2,Reference Manual)
2.2.2.2.3 Bit Lamp Berfungsi untuk On/Off lampu sesuai dengan status On/Off device bit-nya.
38
Gambar 2.37 bit Lamp (Mitsubishi,GT Designer2 Version2,Reference Manual)
2.2.2.2.4 Touch Switch, Go To Screen Switch Berfungsi switch ke screen yang telah ditentukan.
Gambar 2.38 Go To Screen switch (Mitsubishi,GT Designer2 Version2,Reference Manual)
2.2.2.2.5 Touch Switch, Bit Switch
Gambar 2.39 Bit Switch (Mitsubishi,GT Designer2 Version2,Reference Manual) a. SET, meng-On-kan suatu bit dari device yang telah ditentukan. b. RESET, meng-Off-kan suatu bit dari device yang telah ditentukan. c. ALT, berfungsi untuk On-Off atau sebaliknya suatu bit yang telah ditentukan.
39
d. Momentary,berfungsi untuk meng-On-kan suatu bit yang telah ditentukan dengan cara menekannya,pada saat dilepas maka kondisi bit tersebut kembali Off.
2.2.2.2.6 Touch Switch, Multi Action Switch Fungsi-fungsi Object diatas dapat dibuat dengan Fungsi ini, dan dapat melakukan eksekusi lebih dari satu object dalam satu waktu.
2.3 Sensor PT 100 Merupakan sensor untuk mengukur temperatur berdasarkan perubahan hambatan pada elemennya. Sensor PT 100 memiliki hambatan sebesar 100 ohm pada suhu 0 C dan 138,4 Ohm pada suhu 100 C. Dalam kondisi ideal hubungan antara temperatur dan hambatan adalah linier,untuk Temperatur 1 C akan menyebabkan perubahan hambatan sebesar 0.384 ohm. Dengan demikian kesalahan kecil pada pengukuran hambatan akan menghasilkan kesalahan yang cukup besar pada pengukuran temperatur. Untuk itu PT 100 harus diperlakukan secara khusus untuk mereduksi kesalahan pada hasil pengukuran temperaturnya. Diantaranya dengan menjauhkan kabel sensor PT100 dari kabel-kabel listrik yang lain seperti kabel motor,switchgear dan perangkat lain yang bisa menimbulkan interferensi. Kabel sensor PT 100 juga harus menggunakan kabel screen,dan kabel screen tersebut harus ditanahkan salah satu pada ujungnya. Berikut ini gambar sensor PT 100 Ohm.
40
Gambar 2.41 Sensor PT 100 Ohm 2.4
Peralatan Pengaman Peralatan pengaman merupakan suatu peralatan yang dimanfaatkan untuk
mengamankan suatu system rangkaian kontrol, contoh peralatan pengaman diantaranya :
2.4.1
-
MCB ( Miniatur Circuit Breake )
-
TOR ( Thermal Overload Relay )
MCB ( Miniatur Circuit Breaker ) Adalah peralatan penghubung atau pemutus yang berfungsi sebagai
pengaman rangkaian (system) dari beban lebih atau hubung singkat. Didalam MCB terdapat kumparan yang berfungsi sebagai pengaman bila terjadi hubung singkat dan bimetal bila terjadi beban lebih. Prinsip kerjanya : Operasi Thermal Jika arus yang mengalir pada MCB melebihi batas nominal yang diijinkan maka bimetal pada MCB akan menjadi panas. Karena perbedaan muai panjang antara logam yang satu dengan logam yang lain maka bimetal akan melengkung. Melengkungnya bimetal akan menekan tuas pemutus kontak, sehingga mekanisme
41
pengunci kontak akan mengendor dan spring ( pegas ) akan menarik lengan kontak sehingga arus terputus. Pemutusan secara thermis ini berlangsung secara lambat. Operasi Magnetik Bila pada rangkaian listrik terjadi hubung singkat, maka arus yang mengalir pada MCB menjadi sangat besar sehingga pada kumparan timbul medan magnet yang sangat kuat. Medan magnet ini akan menarik angker dari besi lunak sehingga rangkaian terputus. Pada pemutusan secara magnetic ini timbul bunga api yang diarahkan ke peredam.
2.4.2
TOR ( Thermal Overload Relay )
Adalah alat yang digunakan untuk pengamanan terhadap beban lebih. Pengaman ini bekerja berdasarkan panas akibat arus yang melebihi nominal. Karena panas ini, bimetal akan mengubah energi panas tersebut menjadi energi gerak untuk melepas kontak sehingga rangkaian kontrol akan terputus dari sumber tegangannya dan peralatan terhindar dari kerusakan. Untuk mengembalikan ke posisi semula dengan menekan tombol reset. Hal ini dapat dilakukan jika bimetal telah lurus kembali.
2.5 Solenoid Valve. Solenoid merupakan suatu perlengkapan elektro-mekanik yang berfungsi mengontrol aliran angin atau cairan dengan cara mengontrol pergerakan actuator besi pada solenoid valve tersebut.
42
Sebagian besar solenoid valve dikontrol secara elektrik,arus listrik dialirkan pada suatu coil yang terletak pada solenoid valve tersebut. Arus listrik menimbulkan medan magnet yang menimbulkan perpindahan actuator besi. Actuator besi dihubungkan secara mekanik dengan suatu valve mekanik didalam solenoid tersebut . Sehingga pergerakkan actuator akan menggerakkan valve ,membuka atau menutup yang menyebabkan angin / cairan mengalir atau di blok. Suatu Per digunakan untuk mengembalikan actuator dan valve ke keadaan semula dengan cara memutuskan aliran listik pada coli solenoid. Solenoid mempunyai bentuk dan ukuran yang bermacam-macam.Solenoid dapat berupa normally open,normally closed atau two way valve. Normally open solenoid valve merupakan suatu kondisi dimana cairan / angin mengalir melalui solenoid, hanya
jika solenoid valve dialiri listrik. Normally closed valve
merupakan kondisi yang berkebalikan dari normally open. Two way solenoid mempunyai tiga port: common,normally open dan mormally closed.
43
BAB III PERANCANGAN
3.1 Deskripsi Kerja Mesin Curing BOM 34 Sebelum kita merancang dan memodifikasi mesin,kita harus mengetahui prinsip kerja mesin yang akan dirancang dan dimodifikasi,mulai dari proses kerja,bagian-bagian
mesinnya
sampai
dengan
karakteristik
elektrik
dan
mekaniknya. Dalam sub bab ini akan diterangkan mulai dari gambaran umum mesin curing,bagian-bagian mesinnya dan proses kerjanya.
3.1.1 Gambaran Umum Mesin curing BOM 34 Mesin curing merupakan salah satu mesin dari berbagai macam mesin yang ada di Gajah Tunggal,yang berfungsi memasak greentyre,suatu istilah produk sebelum menjadi ban,pada suatu mold (cetakan) tertutup dengan suhu dan tekanan tertentu,dan waktu yang telah ditetapkan oleh Technical departement.
44
Gambar 3.1 Mesin curing Temperatur merupakan suatu besaran yang dominan dalam proses curing.Mold dan platen harus mencapai suhu tertentu yang telah ditentukan untuk mendapatkan
produk ban yang memenuhi spesifikasi. Kegagalan suhu akan
menghasilkan produk yang gagal (skrap),yang secara fisik akan terlihat seperti setengah
matang.Temperatur
yang
mencapai
172°C
didapatkan
dengan
mengalirkan steam (uap panas)dari pipa utama,yang mempunyai suhu dan tekanan tertentu,ke dalam mold dan platen.Temperatur dan tekanan dipertahankan dengan suatu mekanisme mekanik,temperatur kontrol,yang bisa diadjust. Mesin curing,termasuk curing BOM 34 G16 dan G17,menggunakan mekanisme mekanik tersebut untuk mengontrol suhu dan tekanan.Temperatur didalam
sistem
tidak
didisplaykan
,melainkan
hanya
tekanan
yang
ditampilkan,sehingga operator seringkali kesulitan untuk melihat temperatur aktual didalam sistem. Penggunaan mekanisme mekanik ini ,seringkali
45
menyebabkan operator langsung memasak greentyre tanpa mengecek temperatur terlebih dahulu didalam sistem. Sehingga seringkali terjadi scrap (cacat produk) yaitu produk setengah matang. Hal ini terjadi terutama pada saat mesin curing berhenti masak karena listrik padam atau pada saat supply greentyre ke mesin curing lambat yang menyebabkan mesin curing sempat tidak masak untuk beberapa saat. Dengan kata lain sistem alarm,yang mengingatkan operator jika ada kegagalan temperatur belum tersedia pada mesin curing G16 dan G17 ini. Secara keseluruhan mesin curing menggunakan sistem pneumatic yang menggunakan solenoid sebagai penggerak aktuatornya.sehingga terdapat banyak solenoid pada sistem pemipaan yang menghubungkan solenoid tersenut dengan aktuatornya. Aktuator yang ada di mesin curing kebanyakan berjenis piston valve dan silinder pneunatic. Piston valve ini akan mengontrol membuka dan menutupnya aliran air,angin dan steam dari pipa induk ke dalam sistem. Silinder pneumatic dipergunakan untuk menggerakan naik dan turunnya Top Ring dan Bottom Ring pada saat proses masak telah selesai. Pada intinya,sistem pneumatic ini dimana solenoid berperan dalam menggerakkan aktuator-aktuator dikontrol oleh PLC (Pragrammable Logic Control). PLC inilah yang akan menetapkan urutan kerja dari solenoid-solenoid dari proses secara keseluruhan. Untuk kebanyakan mesin curing baru,PLC yang digunakan adalah PLC Mitsubishi sedangkan mesin-mesin lama menggunakan PLC Omron. Di Gajah Tunggal terutama di plan B ,salah satu plan di Gajah Tunggal yang memproduksi ban motor,departemen maintenance mempunyai kebijakan menyeragamkan jenis PLC yang digunakan pada mesin curing.dengan PLC yang sama yaitu Mitsubishi.
46
Penyeragaman ini dilakukan untuk memudahkan perawatan yang menyangkut stok spare part yang ada di gudang. Mesin curing BOM 34 G16 dan G17 termasuk kategori mesin curing lama. Maka dari itu PLC yang digunakan dalam mesin curing BOM 34 G16 dan G17 yang lama adalah Omron CQM-1H,yang merupakan varian dari PLC omron tipe lama. PLC inilah yang akan mengontrol urutan kerja mesin curing dari pertama sampai akhir proses,termasuk program untuk curing time dan counter produksi. Program
untuk
curing
time
ditampilkan
didalam
suatu
display,BCD
display,semacam seven segment,dalam empat digit .Program Curing ini akan ditampilkan pada saat mold menutup dan mengenai limit switch bawah dan pressure switch mendeteksi adanya pressure yang masuk ke mold. Begitu juga program untuk counter produksi,PLC akan menampilkan jumlah produksi pada BCD display tersebut dalam bentuk empat digit. Mesin curing G!6 dan G17 ini dapat menghasilkan produk ban dengan ukuran yang berbeda sesuai ukuran green tyre dan mold yang berbeda-beda sesuai dengan kebutuhan produksi yang telah ditetapkan oleh PPC Departemen. Setiap size (ukuran) ban mempunyai waktu masak / curing time yang berbeda-beda satu sama lain. Sehingga pada saat pergantian size ban yang dimasak,akan terjadi pergantian dan perubahan curing time sesuai standar yang telah ditetapkan oleh Technical departmen.Didalam mesincuring lama tidak terdapat fasilitas program PLC untuk curing time untuk semua size ban,artinya operator tidak dapat mengganti curing time dengan sendirinya melainkan membutuhkan engineer untuk merubah program PLC ntuk merubah Curing time.
47
Demikianlah gambaran secara umum mengenai mesin curing BOM 34 G16 dan G17. 3.1.2 Bagian-bagian Mesin Curing Secara garis besar bagian-bagian utama dari mesin curing BOM 34 G16 dan G17 adalah sebagai berikut : 3.1.2.1 Mold dan Platen Mold merupakan suatu cetakan yang terbuat dari baja,yang telah didesain sedemikian sehingga,green tyre (nama produk ban yang siap masak) ketika dimasak akan memiliki bentuk dan ukuran yang memenuhi spesifikasi. Mold ini tahan terhadap tekanan lebih dari 11 bar dan suhu 180C.Berikut gambar visual dari mold
Gambar 3.2 Mold dan Platen Jadi,green tyre akan diletakkan pada bladder didalam mold tersebut ketika akan dimasak. Mold ini berjumlah dua buah,diatas dan dibawah. Mold bagian
48
bawah dibuat statis dan mold bagian atas bergerak naik dan turun,membuka dan menutup. Mold bagian atas membuka dan menutup digerakkan oleh sebuah motor induksi tiga fasa. Platen merupakan tempat dimana mold dipasang,yang juga tahan terhadap pressure dan temperatur yang tinggi. Temperatur pada mold dan platen pada proses masak dibuat standarisasi,sehingga green tyre akan dimasak pada mesin curing jika temperatur pada keduanya telah mencapai spesifikasi yang telah ditentukan. Berikut spesifikasi mold dan platen : Mold =
Temperatur
: 162° ± 3 °C
Platen =
Temperatur
: 164° ± 3°C
Steam Pressure
: 7.5 ± 0.5 Kg/cm²
3.1.2.2 Bladder Bladder merupakan suatu piringan baja dimana bagian tengahnya dipasang suatu karet yang didesain tahan terhadap suhu dan tekanan tinggi. Dikarenakan bagian tengahnya terbuat dari bahan karet,maka blader bersifat fleksibel akan mengembang dan mengempis. Bladder akan mengembang ketika stem yang bertekanan dimasukkan kedalamnya,dan sebaliknya blader akan mengempis jika stem bertekanan didalamnya dibuang keluar. Ketika stem bertekanan dimasukkan kedalam blader,blader mengembang sehingga green tyre yang terletak pada blader pun ikut mengembang. Besarnya tekanan steam yang dimasukkan kedalam blader di atur sedemikian sehingga pengembangan bladder tidak melebihi mold,sehingga posisi green tyre akan tepat tercetak didalam mold atas dan bawah.
49
Gambar 3.3 Bladder Bladder dipasang pada low ring,didalam mold dimana green tyre ( bahan ban siap masak) akan diletakkan. Berikut Spesifikasi dari Bladder : Code/size
: M17-211 ( 2.75-17 )
Hight
: 164 ± 10 mm
3.1.2.3 Low Ring Low ring/ bottom ring merupakan suatu piringan dimana digerakkan naik dan turun oleh silinder hydrolic. Silinder hydrolic ini mempunyai jalur masuk dan keluar cairan,yang pada pistonnya diperpanjang dan dihubungkan dengan suatu piringan baja tempat kedudukan bladder. Sehingga bladder akan naik dan turun seiring dengan naik dan turunnya Low ring. Low ring ini digerakkan oleh solenoid yang mengatur piston valve membuka dan menutup.membukanya piston valve akan mengalirkan cairan dari pipa induk kedalam silinder Low Ring yang mengakibatkan low ring tersebut naik dan turun.
50
Gambar 3.4 Bottom Ring Pada proses masak low ring akan naik dan kemudian turun kembali,hal ini berfungsi agar green tyre yang telah menjadi ban yang menempel pada bladder akan terlepas dan terjatuh pada mold sehingga operator produksi akan mudah mengambil ban hasil masak tersebut. 3.1.2.4 Top Ring Top ring hampir sama dengan low ring yang merupakan suatu silinder hydrolik yang digerakkan oleh solenoid,akan tetapi pistonnya lebih kecil dibandingkan dengan piston low ring.
51
Gambar 3.5 Top Ring Top ring terletak pada low ring,dimana pistonnya tepat berada di bagian tengah bladder,jadi dengan kata lain top ring berfungsi untuk menopang bladder. 3.1.2.5 Limit switch Merupakan komponen listrik yang berfungsi membatasi pergerakkan mold untuk naik dan turun. Limit switch didalam sistem kontrol curing berfungsi sebagai inputan PLC ( Programmable Logic Control) yang memberikan informasi ke CPU untuk mematikan motor penggerak naik dan turunnya mold.
52
Gambar. 3.6 Limit switch Limit switch didalam mesin curing ada 3 macam: 1. Limit switch atas Berjumlah dua buah,untuk mold atas dan bawah, berfungsi untuk membatasi pergerakkan membukanya/mold. 2. Limit switc bawah Berjumlah dua buah,untuk mold kanan dan kiri,berfungsi untuk membatasi pergerakkan turun/menutupnya mold. Pada proses masak berfungsi sebagai inpitan PLC yang memberikan informasi ke CPU PLC bahwa mold telah menutup sehingga proses masak dimulai dan steam bertekanan akan dimasukkan ke dalam mold.
53
3. Limit switch Tengah Berjumlah dua buah,untuk mold kanan dan kiri. Pada proses masak, mold akan turun dan mengenai limit switch ini,dimana terletak kurang lebih berada ditengah-tengah antara limit switch atas dan bawah. Limit switch ini berfungsi untuk menghentikan mold sesaat,dalam hitungan detik,pada waktu akan menutup. Proses penghentian mold sesaat ini bertujuan agar blader lebih cepat mengembang sebelum mold menutup,sehingga green tyre juga mengembang dan green tyre akan tepat pada mold.
3.1.3 Proses Curing Dalam proses curing terjadi beberapa tahapan proses yaitu : 1. Vaccum Merupakan suatu proses menyedot steam bertekanan dari mold dengan cara mengalirkan air dari pipa air utama ke sistem sehingga sisa tekanan yang ada di mold akan ikut tersedot keluar. Proses vaccum terjadi pada saat proses manual dan auto. Pada saat mold membuka pada proses manual vaccum manual terjadi. Vaccum otomatis terjadi setelah stem bertekanan rendah dimasukkan,dan setelah selang waktu tertentu( sesuai dengan standar waktu yang ditentukkan untuk lamanya proses steam Low Pressure). Proses vaccum terjadi bersamaan dengan proses bladder exhaust. Jadi stem bertekanan selama proses masak dikeluarkan dan disedot secara bersamaan
54
dengan maksud pada saat mold membuka di dalam mold benar-benar tidak ada sisa pressure sehingga tidak terjadi ledakkan pada bladder.
2. Shaping Merupakan proses memasukkan steam bertekanan ke dalam blader sebelum mold menutup,dimana tekanannya dibatasai kurang lebih satu bar,sehingga bentuk bladder mengembang dan green tyre ikut mengembang ,seluas permukaan mold sehingga green tyre akan tepat pada mold. Proses shaping terjadi pada saat proses auto mulai dari mold mulai menutup dan berakhir pada saat mold benar-benar menutup. Berikut spesifikasi Proses shaping : Shaping air Pressure Diafrgma : 1.5 ± 0.5 Kg/cm² 3. Blader Exhaust Proses mengeluarkan steam bertekanan dari dalam mold pada saat proses masak,dan stem bertekanan di buang ke pipa buangan. Proses bladder exhaust ini terjadi bersamaan dengan proses vaccum. 4.HP dan LP HP (High Pressure) merupakan memasukkan steam bertekanan tingggi sebesar 11 bar,dari pipa utama ke dalam mold. LP (Low Pressure) hampir sama dengan HP namun besarnya tekanan yang membedakan, yaitu Berikut beberapa spesifikasi dari curing time mesin curing :
8 bar.
55
Code
: IAI 2717
Desciption
: 2.75-17 4PR NR-60
Green Tyre Code
: GO13
Colour marking Line : Coklat-2 + Putih
STEP
ITEM
PROSES
TIME
1.
HP
11±0.5Kg/cm²
07'00"
2.
LP
7.5±0.5 Kg/cm²
02'30"
3.
BLADDER
-
00'18"
-
00'12"
EXHAUST 4.
VACCUM
Code
: IAI 8007
Desciption
: 80/90 - 17 44P NR-73S
Green Tyre Code
: GO59
Colour marking Line : Orange 3
STEP
ITEM
PROSES
TIME
1.
HP
11±0.5Kg/cm²
07'00"
2.
LP
7.5±0.5 Kg/cm²
03'00"
3.
BLADDER
-
00'18"
-
00'12"
EXHAUST 4.
VACCUM
56
3.2 Deskripsi Kerja Mesin Curing Baru Deskripsi kerja curing baru adalah sama dengan curing yang lama. Jadi yang di modifikasi adalah sistem kontrolnya. Pada sistem curing lama banyak terdapat banyak kelemahan pada sistem kontrol yang menyebabkan mesin bekerja tidak maksimal,seperti :operator masih membutuhkan engineer untuk merubah program PLC untuk curing time,tidak adanya alarm yang mengingatkan operator jika ada kegagalan temperatur pada mold,monitoring proses untuk troubleshooting tidak tersedia. Sedangkan kelemahan-kelemahan tersebut bisa mempengaruhi kinerja mesin terhadap produk yang
dihasilkan,seperti
scrap
(cacat
produk
akibat
proses
yang
salah),bertambahnya MTTR (Main Time To Repair = waktu yang dibutuhkan untuk menyetting,memaintain dan merepair suatu mesin). Untuk itu,penulis memodifikasi sistem curing lama dengan sistem curing yang
baru
dengan
tujuan
meningkatkan
unjuk
kerjanya.Unjuk
kerja
disini,dimaksudkan kemampuan kerja mesin dalam hal ini sistem kontrolnya untuk
menghasilkan produk dengan kualitas dan kuantitas yang diharapkan.
Kualitas berhubungan dengan output mesin dalam hal ini ban motor yang memenuhi standar yang telah ditetapkan/ produk tidak
cacat. Sedangkan
kuantitas berhubungan dengan banyaknya output ban motor yang dihasilkan. Banyaknya ban motor yang dihasilkan dipengaruhi diantaranya lamanya menyetting mesin termasuk menstting curing time,banyaknya kerusakan dan lamanya waktu untuk memperbaiki kerusakan tersebut (troubleshooting) dan kedisplinan operator dalm menjalankan mesin sesuai prosedur.
57
3.2.1 Bagian-bagian Yang Dimodifikasi Adapun bagian-bagian yang dimodifikasi dalam sistem curing baru adalah sebagai berikut : 1. Dari sistem Hardware PLC Hard ware PLC diganti dari Omron CQM-1H yang merupakan varian dari PLC Omron tipe lama diganti dengan PLC Mitsubishi Tipe A series. Hal ini dilakukan karena untuk mesin curing yang ada di Gajah Tunggal Tbk Plan B, PLC yang digunakan diseragamkan dengan maksud memudahkan maintenance. 2. Program PLC untuk Curing Time Tersedia program PLC untuk curing time semua ukuran ban. Dengan adanya progam ini operator tidak lagi tergantung pada engineer untuk mengganti settingan curing time. Operator cukup memasukkan settingan curing time pada Touchscreen/HMI Mitsubishi A GOT series 3. Sistem Alarm Sistem Alarm ini mengingatkan operator jika ada kegagalan pressure dan kegagalan
temperatur
pada
mold,dan
jika
operator
tetap
tidak
mengindahkan maka secara otomatis mesin tidak bisa dioperasikan sebelum penyebab kegagalan diperbaiki.Termocople akan mendeteksi adanya kegagalan temperatur dan TCU (Temperatur Control Unit )
58
menginformasikan ke CPU PLC untuk mengunci program supaya tidak bisa dijalankan. 4.Sistem Monitoring Proses yang sedang berlangsung ditampilkan pada HMI A GOT series berupa lampu indikator untuk memudahkan operator dan engineer. Disediakan juga monitoring untuk keperluan trobleshooting engineer jika ada kerusakan. Untuk operator dapat dimonitoring step kerja yang sedang berlangsung,jumlah produksi dan fasilitas entry data untuk curing time. 3.3 Desain Sistem Curing Baru 3.3.1 Penentuan Alat dan Komponen Langkah yang dikerjakan apabila kita sudah mengetahui sistem mesin yang kita rancang baik prinsip dan langkah kerja untuk membuat program PLC adalah penentuan alat/komponen yang diperlukan agar sistem yang kita rancang mampu bekerja sesuai dengan yang kita inginkan.
Tabel 3.1 Daftar Komponen Mesin Curing BOM 34
No
Komponen
Spesifikasi
Merk
Jumlah
1
Power suply modul
A1S61PN
Mitsubishi
1
2
CPU module
A2ASCPU
Mitsubishi
1
3
DI module
A1SX42 64 bit
Mitsubishi
1
59
4
DO module
A1SY10 16 bit
Mitsubishi
1
5
HMI
F940GOT-SWD-C
Mitsubishi
1
Mitsubishi
1
6
Kabel komunikasi PLC FX-40DU-CAB 3Me 25 to GOT pin FX-232CAB-1
7
Power suply 24 VDC
S82H-3524 DC24V
Omron
1
8
NFB
NF 100-SS3P100A
Mitsubishi
1
9
MCB
NF 30-SS1P5A
Mitsubishi
2
10
MCB
NF 30-SS1P2A
Mitsubishi
2
11
Kontaktor
LC2-D5011 M5
Telemecanique
2
12
TOR
LR2-D3353C
Telemecanique
1
13
Kontaktor
LC1-D40
Telemecanique
1
14
Temperatur Control
UT550-00
Yokogawa
2
15
Sensor Suhu
PT 100
-
2
16
Pushbutton
XB2-BA31C
Telemacanique
5
17
Selektor switch 2 posisi
XB2-BD33C
Telemacanique
2
18
Selektor switch 3 posisi
XB2-BD5+BZ103
Telemacanique
3
19
Emergency switch
XB2-BS442C
Telemecanique
1
20
Pilot lamp
XB2-BV1C 220V
Telemecanique
6
21
Buzzer
EA-3 65 AC220
TEND
1
22
Fuse
UK5-HESI 1A
Mitsubishi
50
23
Proximity switch
XS1D18NA140C
Telemecanique
2
60
24
Limit switch
TZ5104
TEND
8
25
Pressure Switch
IFM PN7003
IFM
1
26
Solenoid
AS 2306
Kuroda
7
27
Solenoid
AS 2304
Kuroda
8
3.3.2 Pengalamatan Input Output PLC Langkah selanjutnya setelah menentukan alat dan komponen adalah menentukan pengalamatan input dan output plc sesuai kebutuhan. Pengalamatan I/O plc inilah yag akan dijadikan patokan dalam membuat program plc. Secara garis besar pengalamatan plc diperlihatkan pada gambar berikut :
61
Gambar 3.7 Blok Diagram Pengalamatan I/O PLC Adapun pengalamatan input dan output plc untuk mesin curing baru adalah sebagai berikut :
62
Tabel 3.2 Pengalamatan Input PLC
INPUT
ADDRESS
INPUT
ADDRESS
X00
SPARE
X10
LS CLOSE
X01
SPARE
X11
PX BOTTOM RING UP
X02
CLOSE
X12
PX BOTTOM RING DOWN
X03
OPEN
X13
SAVETY STEM
X04
EMG STOP
X14
SPARE
X05
TOP RING UP
X15
INTERNAL PRESSURE
X06
TOP RING DOWN
X16
SPARE
X07
BOTTOM RING UP
X17
SPARE
X08
BOTTOM RING DOWN
X18
SPARE
X09
MANUAL/AUTO
X19
SPARE
X0A
DELAY CURE
X1A
SPARE
X0B
SHAPING
X1B
SPARE
X0C
VACCUM
X1C
SPARE
X0D
ALARM RESET
X1D
SPARE
X0E
PROGRAM PROTECT
X1E
SPARE
X0F
LS OPEN
X1F
SPARE
63
Tabel 3.3 Pengalamatan 0utput PLC
OUTPUT
ADDRESS
INPUT
ADDRESS
Y40
SLV LP ON
Y50
SLV SHAPING
Y41
SLV LP OFF
Y51
SLV VACCUM
Y52
SLV TOP RING UP
Y53
SLV TOP RING DOWN SLV BOTTOM RING UP
Y42 Y43
SLV BLADDER EXHAUST ON SLV BLADDER EXHAUST OFF
Y44
SLV SLV HP ON
Y54
Y45
SLV HP OFF
Y55
Y46
SLV PLATEN DRAIN ON
Y56
SPARE
Y47
SLV PLATEN DRAIN OFF
Y57
SLV LEFT SHAPING
Y48
SLV VACCUM ON
Y58
SPARE
Y49
SLV VACCUM OFF
Y59
SLV RIGHT SHAPING
Y4A
SPARE
Y5A
INTERNAL PRESS LAMP
Y4B
SPARE
Y5B
CURE LAMP
Y4C
SPARE
Y5C
SPARE
Y4D
BRAKE
Y5D
SPARE
Y4E
PRESS OPEN
Y5E
EXT CURE
Y4F
PRESS CLOSE
Y5F
BUZZER
SLV BOTTOM RING DOWN
64
3.3.3 Perancangan Rangkaian Daya Setelah selesai menentukan pengalamatan input dan output plc,langkah selanjutnya adalah merancang rangkaian daya,yang meliputi pengawatan pembagian mcb-mcbnya,pembagian dayanya,serta pengawatan rangkaian plcnya.
Gambar 3.8 Rangkaian Daya Untuk Mesin Curing
65
3.3.4
Perancangan Program PLC Mitsubishi PLC Mitsubishi merupakan otak dari mesin curing,yang akan mengontrol
keseluruhan operasi kerja dan urutan proses kerja mesin curing tersebut. Perancangan program plc berpedoman pada deskripsi kerja dan urutan kerja mesin yang akan dirancang. Selanjutnya pengalamatan input dan output yang telah dirancang dalam bab sebelumnya dijadikan dasar dalam membuat program plc,dimana alamat-alamat yang dibuat di plc akan mengacu pada tabel pengalamatan input dan output. Untuk itu langkah selanjutnya dalam proses perancangan ini adalah membuat deskripsi dan urutan kerja yang ditampilkan dalam diagram flowchart sebagai berikut :
66
Flowchart Kontrol Mesin Curing Mulai
Hidupkan
Manual Auto/Ma nual? Y Masukkan Settingan pada hmi
Motor Full open ya/tidak?
4 Tekan pb Close auto
Tidak
Ya
Tekan pb Open manual Motor close Ya/tidak
Tidak
Motor open
Y Top ring down Ls atas tersentu hya/tida Shaping Y
lepaskan Pb open Ls tengah Tersentuh Ya/tidak? Y 1
Tida 2
Tida
67
1
2
Motor berhenti t
Bottom ring drop
Motor close Y
Tidak
Pindah SS Bottom Ring ke down
Bottom ring down Ls bawah Tersentuh Ya/tidak?
Tidak
Y
Px bottom ring Tersentuh Ya/tidak?
Motor mati
Y
Shaping mati
Pindah SS Bottom Ring ke netral
SLV HP ON
Px internal ON Top ring up Ya/tidak Waktu hp on Tercapai
Y Tidak Y
3
Pindah SS Top Ring Ke UP
Top ring UP
SLV HP Off
SLV LP ON
Tidak
Pindah SS manual/auto
5
4
Tida
68
3
5
6
Motor open Waktu LP on Tercapai
Tidak
Y
Motor Full open ya/tidak?
SLV LP OFF
Tidak Y
SLV Bottom ring UP ON
Blader Exh + Vaccum ON
Waktu Blader Exh + Vaccum Y Blader Exh + Vaccum OFF
PX internal OFF
Vaccum ON
Px bottom ring Tersentuh Ya/tidak? Tidak
Tidak
Y SLV Bottom ring Down ON
Px bottom ring Kembali ke pos
Tidak Y
SLV Top ring UP ON
6 Selesai
Gambar 3.9 Diagram Flow Chart Kerja Mesin Curing
69
3.3.5 Perancangan Program Touchscreen/HMI Mitsubishi F940GOT Fungsi Program HMI pada perancangan ini bertujuan memudahkan operator dan engineer dalam mengoperasikan mesin. Dengan adanya program hmi ini,
operator
akan
lebih
mudah
memonitoring
proses
yang
sedang
berlangsung,mulai dari proses kerja mesin dan conter produksi,serta tidak lagi tergantung pada engineer pada saat pergantian size dan curing time. Engineer akan lebih mudah dalam melakukan troubleshooting pada saat ada kerusakan mesin. Software yang digunakan untuk membuat program hmi adalah GT Designer 2,yang merupakan keluaran mitsubihi. Pada perancangan ini,penulis membuat program tampilan hmi sesederhana mungkin,agar mudah dioperasikan.Program hmi terdiri dari satu menu utama dan enam tampilan pada menu. Keenam menu ini berfungsi
sebagai input
data,monitoring proses dan untuk keperluan troubleshooting. Yang perlu diperhatikan pada pembuatan program hmi ini,alamat pada hmi disesuaikan dan disamakan dengan alamat pada program plc terutama untuk data register,input dan outputnya. Berikut program tampilan yang ada pada hmi : 3.3.5.1 Program Tampilan Menu MENU adalah program tampilan pembuka pada hmi F940GOT pada saat power dari hmi ini ON. Pada MENU ada enam tampilan yaitu :
70
-
TIME SET
-
CURE TIME SET
-
CURE MONITOR
-
CURE TECHNIC
-
TIRE NUMBER MODIFY
-
TROUBLESHOOTING
Gambar 3.10 Screen MENU Keenam tampilan tersebut saling interlock pada saat kita tekan bersamaan,artinya hanya salah satu dari keenam tampilan tersebut yang akan berfungsi pada saat kita tekan secara bersamaan.
71
Pada pembuatan program ,tampilan MENU dideklarasikan sebagai base screen dengan screen nomor ke-1 pada program hmi. Pendeklarasian ini dilakukan dengan cara menyetting pada screen property sbb :
Gambar 3.11 Screen Property Pada Tampilan MENU Sedangkan keenam komponen didalamnya merupakan object berjenis Multi Action Switch.
Gambar 3.12 Object berjenis Multi Function Switch Cara pembuatan programnya,kita lihat pada menu software GT Designer 2,pilih Object,kemudian pilh Switch,dan klik pada multi function switch. Setelah itu kita klik pada base screen dan muncul tampilan settingan seperti berikut:
72
Gambar 3.13 Settingan Multi Action Switch Pada Tampilan MENU 3.3.5.2 Program Tampilan TIME SET Merupakan program input data untuk memasukkan settingan waktu lamanya motor berhenti sesaat pada saat mode auto,untuk mold kanan dan mold kiri. Juga berfungsi untuk memasukkan settingan waktu delay cure,penambahan waktu masak sesuai dengan spesifikasi yang telah ditetapkan.
73
Pada saat kita tekan TIME SET pada Tampilan MENU utama,maka screen akan berpindah dari screen MENU ke screen TIME SET seperti berikut :
Gambar 3.14 Program Tampilan TIME SET Pada pembuatan program ,tampilan TIME SET dideklarasikan sebagai base screen dengan screen nomor ke-2 pada program hmi. Pendeklarasian ini dilakukan dengan cara menyetting pada screen property sama seperti pada property MENU,namun pada screen number diisikan angka 2 dan screen name nya isi TIME SET . Pada saat kita tekan tombol yang berwarna hijau,yang dalam bahasa hmi GOT merupakan jenis object yang di sebut Numerical Input,maka otomatis akan muncul semacam keyboard yang berisikan angka-angka,yang nantinya kita
74
masukkan ke dalamnya. Tombol yang bertuliskan D31,D1,D3 dan D4 merupakan data memory plc,dimana angka yang kita masukkan akan disimpan di memory plc tersebut. Tombol D31,D1,D3 dan D4 merupakan object berjenis Numerical input sedangkan tombol MENU merupakan Multi action Switch. Settingan pada tombol-tombol D31,D1,D3 dan D4 adalah sebagai berikut :
Gambar 3.15 Settingan Numerical Input pada Tampilan TIME SET Saat tombol MENU pada Tampilan TIME SET kita tekan,maka screen akan berpindah dari Screen TIME SET ke Screen MENU,atau dengan bahasa software hmi diistilahkan base switching ke screen 1. Settingan pada tombol MENU adalah sebagai berikut :
75
Gambar 3.16 Settingan Multi Action Switch pada Tampilan TIME SET 3.3.5.3 Program Tampilan CURE TIME SET Merupakan program input data untuk curing time (waktu masak) setiap stepnya yang terdiri dari menit dan detik,kolom pertama merupakan input data untuk menit dan kolom berikutnya input data untuk detik. Angka yang terletak paling kiri menunjukkan urutan stepnya. Dengan kata lain step 1,2,3,..dst mempunyai settingan curing time. menit dan detik sendiri-sendiri. Program CURE TIME SET inilah yang nantinya akan berlaku untuk semua size ban,operator hanya meng entry data saja untuk mengganti curing time pada saat pergantian size ban yang dimasak dan tidak perlu memanggil engineer untuk merubah program plc nya.
76
Pada saat kita tekan tombol CURE TIME SET pada Tampilan MENU utama,maka screen akan berpindah dari screen MENU ke screen CURE TIME SET 1 seperti berikut :
Gambar 3.17 Program Tampilan CURE TIME SET 1 Pada pembuatan program ,tampilan CURE TIME SET 1 dideklarasikan sebagai base screen dengan screen nomor ke-5 pada program hmi. Pendeklarasian ini dilakukan dengan cara menyetting pada screen property sama seperti pada property MENU,namun pada screen number diisikan angka 5 dan screen name nya diisi CURE TIME SET 1.
77
MENU berfungsi untuk base switching (pindah screen) ke screen no ke1,yaitu tampilan MENU utama. Sedangkan PAGE DOWN digunakan untuk base switching ke screen ke-8 yaitu tampilan CURE TIME SET 2 seperti berikut :
Gambar 3.18 Program Tampilan CURE TIME SET 2 Pada pembuatan program ,tampilan CURE TIME SET 2 dideklarasikan sebagai base screen dengan screen nomor ke-8 pada program hmi. Pendeklarasian ini dilakukan dengan cara menyetting pada screen property sama seperti pada tampilan MENU,namun pada screen number diisikan angka 8 dan screen name nya diisi CURE TIME SET 2 . MENU berfungsi untuk base switching (pindah screen) ke screen no ke1,yaitu tampilan MENU utama. Sedangkan PAGE UP digunakan untuk base switching ke screen ke-5 yaitu tampilan CURE TIME SET 1.
78
Pada saat kita tekan tombol yang berwarna hijau,yang dalam bahasa hmi GOT merupakan jenis object yang di sebut Numerical Input,maka otomatis akan muncul semacam keyboard yang berisikan angka-angka,yang nantinya kita masukkan ke dalamnya. Tombol yang bertuliskan D10 sampai dengan D28 merupakan data memory plc,dimana angka yang kita masukkan akan disimpan di memory plc tersebut. D10 sampai dengan D28 merupakan object berjenis Numerical input sedangkan tombol MENU dan PAGE UP/DOWN merupakan Multi action Switch. Settingan untuk numerical input D10-D28, dan multi action switch PAGE UP/DOWN hampir sama seperti yang diterangkan pada sub bab sebelumnya,yang membedakan adalah kalau pada numerical input adalah pada settingan devicenya,kalau pada multi action switch adalah pada settingan fixed nya. 3.3.5.4 Program Tampilan untuk CURE TECHNICS SET Berfungsi untuk menyetting urutan step kerja pada saat proses masak berlangsung. Merupakan program tampilan yang berupa matrik 8 x 8,yang berisikan tombol-tombol. Tombol-tombol tersebut kalau kita tekan sekali dia akan ON,dan kita tekan kembali akan OFF dan sebaliknya. Berdasarkan deskripsi kerja yang telah penulis dibuat pada sub bab sebelumnya,maka step kerja mesin curing mulai dari HP,LP,Bladdder Exhaust dan Vaccum adalah saling berurutan dan saling bergantian. Maka kita setting sebagai berikut : Step 1 HP (High Pressure) Step 2 LP (Low Pressure)
79
Step 3 Bladder Exhaust, Vaccum Step 4 Bladder Exhaust,Vaccum. Program Tampilan CURE TECHNICS 1 didapatkan dengan cara kita tekan tombol CURE TECHNICS SET pada Tampilan MENU utama,maka screen akan berpindah dari screen MENU ke screen CURE TECHNICS SET 1 seperti berikut :
Gambar 3.19 Program Tampilan CURE TECHNICS SET 1 Pada pembuatan program ,tampilan CURE TECHNICS SET 1 dideklarasikan sebagai base screen dengan screen nomor ke-6 pada program hmi. Pendeklarasian ini dilakukan dengan cara menyetting pada screen property sama seperti pada
80
property MENU,namun pada screen number diisikan angka 6 dan screen name nya diisi CURE TECHNICS SET 1. MENU berfungsi untuk base switching (pindah screen) ke screen no ke1,yaitu tampilan MENU utama. Sedangkan PAGE DOWN digunakan untuk base switching ke screen ke-9 yaitu tampilan CURE TECHNICS SET 2.
Gambar 3.20 Program Tampilan CURE TECHNICS SET 2 Pada pembuatan program ,tampilan
CURE TECHNICS SET 2
dideklarasikan sebagai base screen dengan screen nomor ke-9 pada program hmi. Pendeklarasian ini dilakukan dengan cara menyetting pada screen property sama seperti pada property MENU,namun pada screen number diisikan angka 9 dan screen name nya diisi CURE TECHNICS SET 9.
81
MENU berfungsi untuk base switching (pindah screen) ke screen no ke1,yaitu tampilan MENU utama. Sedangkan PAGE UP digunakan untuk base switching ke screen ke-6 yaitu tampilan CURE TECHNICS SET 1. Pada program tampilan CURE TECHNICS 1 DAN CURE TECHNICS 2,terdapat tombol yang bertuliskan D40-D127. Dalam bahasa software hmi, gt designer2, tombol tersebut merupakan Object berjenis Numerical Input.. D40-D127 merupakan device plc mitsubishi,yaitu data register. Isi 0 atau 1 dari D40-D127 inilah yang dijadikan informasi oleh plc untuk menentukan urutan proses dari solenoid : HP,LP,Bladder Exhaust dan Vaccum. Cara menyettingnya adalah pada menu utama software gt designer2 pilih Object,kemudian pilih Numerical Input . Langkah berikutnya adalah cursor diletakkan pada base screen sehingga muncul tampilan sbb :
82
Gambar 3.21 Settingan Multi Action Switch pada Tampilan CURE TECHNICS 2 Pada layar diatas terdapat tombol “Edit”,kita klik pada “Edit” dan setting seperti berikut :
83
Gambar 3.22 Settingan Trigger pada Numerical Input 3.3.5.5 Program Tampilan Untuk CURE MONITOR Merupakan program tampilan untuk memonitoring jalannya proses masak yang meliputi indikator step curing dan present value dari curing time.
84
Program Tampilan CURE MONITOR 1 didapatkan dengan cara kita tekan tombol CURE MONITOR pada Tampilan MENU utama,maka screen akan berpindah dari screen MENU ke screen CURE MONITOR 1 seperti berikut :
Gambar 3.23 Program Tampilan CURE MONITOR 1 MENU berfungsi untuk base switching (pindah screen) ke screen no ke1,yaitu tampilan MENU utama. Pada
pembuatan
program ,tampilan
CURE MONITORING 1
dideklarasikan sebagai base screen dengan screen nomor ke-4 pada program hmi. Pendeklarasian ini dilakukan dengan cara menyetting pada screen property sama
85
seperti pada property MENU,namun pada screen number diisikan angka 4 dan screen name nya diisi CURE MONITORING 1. 3.3.5.6 Program Tampilan Untuk Troubleshooting Merupakan program tampilan untuk keperluan trobleshooting,yang menampilkan indikator-indikator solenoid pneumatic,limit switch dan proximity yang sedang bekerja pada saat itu. Dengan adanya program tampilan ini akan lebih memudahkan engineer untuk melakukan troubleshooting pada saat ada kerusakan mesin,terutama dalam menentukan kondisi limit-limitnya yang bagus/rusak. Program Tampilan PNEUMATIC MONITORING didapatkan dengan cara kita tekan tombol TROUBLESHOOTING pada Tampilan MENU utama,maka screen akan berpindah dari screen MENU MONITORING seperti berikut :
ke screen PNEUMATIC
86
Gambar 3.24 Screen Pneumatic Monitoring MENU berfungsi untuk base switching (pindah screen) ke screen no ke1,yaitu tampilan MENU utama. Pada pembuatan program ,tampilan
PNEUMATIC MONITORING
dideklarasikan sebagai base screen dengan screen nomor ke-13 pada program hmi. Pendeklarasian ini dilakukan dengan cara menyetting pada screen property sama seperti pada property MENU,namun pada screen number diisikan angka 13 dan screen name nya diisi PNEUMATIC MONITORING .
87
3.3.5.7 Program Tampilan Sistem Alarm Merupakan program tampilan yang berfungsi untuk mengingatkan operator jika terjadi kegagalan temperature,internal steam terlambat masuk,dan terjadi overload pada main motor. Jika keadaan ini terjadi pada mesin maka operator diingatkan untuk mengecek produk yang dihasilkan. Program Tampilan SISTEM ALARM didapatkan dengan cara kita tekan tombol PAGE UP pada screen TROUBLE SHOOTING,maka screen akan berpindah dari screen TROUBLE SHOOTING
ke screen SISTEM ALARM
seperti berikut :
Gambar 3.25 Screen Sistem Alarm
88
3.4 Parameter Unjuk Kerja Mesin Curing Unjuk kerja mesin curing merupakan kemampuan mesin untuk menghasilkan suatu produk dengan kualitas dan kuantitas yang telah dtetapkan oleh Technical departemen. Kualitas berhubungan dengan output ban motor yang dihasilkan harus memenuhi spesifikasi yang ditetapkan,tidak adanya scrap ( cacat ) pada produk. Sedangkan kuantitas berhubungan dengan banyaknya output ban motor yang dihasilkan. Banyaknya ban motor yang dihasilkan dipengaruhi banyak faktor diantaranya ketersediaan bahan baku,lamanya menyetting mesin termasuk menstting curing time,banyaknya kerusakan dan lamanya waktu untuk memperbaiki kerusakan tersebut (troubleshooting) dan kedisplinan operator dalam menjalankan mesin sesuai prosedur. Parameter unjuk kerja mesin curing di PT Gajah Tunggal Tbk adalah sebagai beikut : 1.Kemudahan dalam pengoperasian. 2. Sistem alarm 3. Savety device 4.Cycle Time. Keempat parameter tersebut dijadikan acuan terutama oleh engineering department PT Gajah Tunggal Tbk dalam melakukan Continous improvement seperti modifikasi pada mesin. 3.4.1 Kemudahan Dalam pengoperasian. Kemudahan dalam pengoperasian meliputi hal-hal berikut :
89
• Operator mudah mengoperasikan mesin,meliputi tata letak panel operasi mudah terjangkau. • Operator mudah menyetting mesin,meliputi kemudahan dalam memasukkan settingan cure time. • Operator mudah memonitor proses yang sedang berlangsung,adanya lampu indicator untuk proses-proses yang penting seperti indicator pressure switch yang mendeteksi bahwa steam telah masuk,indicator adanya motor overload dan adanya counter jumlah produksi. 3.4.2 Sistem Alarm Di PT Gajah Tunggal Tbk sistem alarm mengacu pada ISO/TS 16949 dimana salah satu klausalnya mewajibkan adanya system alarm yang disebut Proving Error,alarm yang mengingatkan adanya kegagalan proses yang bisa menyebabkan kegagalan/cacat pada produk. Pada mesin curing system alarm yang harus ada adalah sbb : •
Alarm untuk kegagalan temperature pada mold dan platen.
•
Alarm untuk motor overload
•
Alarm untuk kegagalan pressure,steam tidak masuk setelah motor close dan limit switch bawah tersentuh pada mode auto otomatis.
3.4.3 Safety Device Pada tahun 2009 , PT Gajah Tunggal Tbk menargetkan untuk mendapatkan sertifikasi ISO 14001 tentang lingkungan,yang klausalnya berhubungan dengan
90
kesehatan dan keselamatan kerja. Sehingga semakin tegas bahwa pada mesinmesin produksi diwajibkan adanya safety device. Savety device dimaksudkan adanya komponen pada mesin untuk keperluan keselamatan kerja operator . Pada mesin curing safety device yang harus ada sbb : •
Tersedianya tombol EMG (emergency ),pada keadaan darurat tombol EMG ditekan maka kontrol listrik baik manual atau auto harus mati.
•
Tersedianya EMG OPEN, safety device untuk melindungi operator dari terjepit oleh mold. Jika EMG ditarik atau ditekan maka mold akan berhenti kemudian membuka.
•
Tersedianya Program plc,Step Holding pada saat terjadi listrik padam sehingga mencegah terjadinya kecelakaan kerja,kerusakan mesin dan cacat produk (scrap).
3.4.4
Cycle Time Cycle time merupakan waktu yang dibutuhkan mesin untuk melakukan
langkah-langkah kerjanya sehingga menghasilkan satu produk. Dengan demikian cycle time akan berpengaruh terhadap kuantitas produk. Di PT Gajah Tunggal Tbk terdapat dua macam mesin curing,yaitu tipe lama dan tipe baru. Untuk tipe lama,mesin curingnya tidak ada fasilitas input data untuk pergantian curing time dan untuk tipe baru tersedia fasilitas tersebut.Pada Fasilitas tersebut mempengaruhi cycle time mesin curing.
91
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1 Pengujian Unjuk Kerja Sistem Curing Lama Pengujian unjuk kerja dilakukan dengan cara membandingkan sistem curing lama dengan parameter-parameter unjuk kerja mesin curing yang telah ditetapkan oleh departemen engineering PT Gajah Tunggal Tbk,seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya. Tabel 4.1 Unjuk Kerja Mesin Curing Lama Parameter Unjuk Kerja Mesin
Sistem Curing
Curing
Lama
NO 1
Kemudahan operator Pengoperasian Tata Letak Panel operasi
Dalam
Fasilitas untuk setting curing time
Dekat operator Tidak ada fasilitas untuk operator
Monitoring proses -Lampu indicator steam masuk -Lampu indicator motor overload -Counter produksi
-Monitoring step kerja 2
Ada pada panel operasi Ada pada panel operasi Ada, penunjukan hanya pada saat mold terbuka Tidak tersedia
Sistem alarm Alarm kegagalan Temperatur
Tidak tersedia
92
3
Alarm kegagalan pressure steam
Tidak tersedia
Alarm motor overload
Tersedia
Savety device Tombol EMG
Tersedia
EMG Open
Tersedia
Step Kerja Holding Pada Saat Listrik Padam 4
Cycle Time
Tersedia Pergantian size produk mempengaruhi cycle time
Dari table unjuk kerja diatas maka kita bisa menarik kesimpulan bahwa sistem curing yang lama terdapat banyak kelemahan pada sistem kontrolnya, sehingga sangat perlu dilakukan perbaikan sistem kontrol untuk meningkatkan unjuk kerjanya. 4.2 Pengujian MTTR Pergantian Curing Time Pada Sistem Curing Lama MTTR (Main Time To Repair) merupakan waktu yang diperlukan untuk menyetting mesin,memperbaiki suatu kerusakan pada mesin hingga mesin tersebut berjalan normal dan siap untuk berproduksi. MTTR pergantian curing time pada sistem curing lama berarti waktu yang diperlukan untuk mengganti settingan curing time dengan cara merubah program curing time pada PLC dengan menggunakan laptop/konsol. Pengujian MTTR pergantian curing time dilakukan dengan cara metode langsung, menghitung total waktu yang dibutuhkan dari mulai menyalakan laptop,koneksi laptop ke plc,mengedit ,mentransfer program plc sampai dengan
93
settingan curing time telah masuk ke plc dan dipastikan settingan benar dan sesuai dengan spesifikasi. Pengujian dilakukan oleh beberapa engineer yang mempunyai kemampuan dan pengetahuan untuk merubah program plc. Berikut data yang dihasilkan Tabel 4.2 Data MTTR Pergantian Curing Time Pada Sistem Curing Lama Code/ N O
Descripti
Man 2
Man 3
Man 4
Man 5
363
365
369
360
361
detik
detik
detik
detik
detik
on IAI 2717
1
Man 1
2.75-17 4PR NR60
MTTR pada pergantian curing time erat hubunganya dengan cycle time mesin curing,semakin cepat waktu dalam pergantian curing time semakin cepat pula cycle timenya. Pengambilan data Cycle time mesin curing lama didapat dengan metode langsung,menghitung
dengan
stopwatch
waktu
yang
dibutuhkan
untuk
menghasilkan satu produk ban,dimulai dari operator mengambil bahan green tyre kemudian meletakkan green tyre tersebut dimold,operator memencet push button closed,proses masak sampai dengan produk menjadi ban kemudian operator mengambil ban yang telah jadi tersebut untuk diletakkan pada lantai. Berikut data cycle time mesin curing dalam keadaan normal,tanpa ada pergantian size.
94
Tabel 4.3 Cycle Time Mesin Curing Lama Tanpa Ada Pergantian Size Code/ N O
Descripti
Man 2
Man 3
Man 4
Man 5
664
670
668
673
675
detik
detik
detik
detik
detik
on IAI 2717 2.75-17
1
Man 1
4PR NR60
4.3 Pengujian Unjuk Kerja Sistem Curing Baru Pengujian unjuk kerja dilakukan dengan cara membandingkan sistem curing baru, dengan parameter-parameter unjuk kerja mesin curing yang telah ditetapkan oleh departemen engineering PT Gajah Tunggal Tbk,seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya.
Tabel 4.4 Unjuk Kerja Sistem Curing Baru
NO 1
Parameter Unjuk Kerja Mesin
Sistem Curing
Curing
Baru
Kemudahan operator Pengoperasian Tata Letak Panel operasi
Dalam
Fasilitas untuk setting curing time
Dekat operator Input data pada HMI
Monitoring proses -Lampu indicator steam masuk -Lampu indicator motor overload -Counter produksi
Ada pada panel operasi dan HMI Ada pada panel operasi dan HMI Ada, penunjukan Dlihat setiap saat
95
pada hmi -Monitoring step kerja 2
3
Sistem alarm Alarm kegagalan Temperatur
Tersedia
Alarm kegagalan pressure steam
Tersedia
Alarm motor overload
Tersedia
Savety device Tombol EMG
Tersedia
EMG Open
Tersedia
Step Kerja Holding Pada Saat Listrik Padam 4
Tersedia pada HMI
Cycle time
Tersedia Pergantian size produk mempengaruhi cycle time
4.4 Pengujian MTTR Pergantian Curing Time Pada Sistem Curing Baru MTTR(Main Time To Repair) pergantian curing time pada sistem curing baru berarti waktu yang diperlukan untuk mengganti settingan curing time dengan cara menginput data curing time pada HMI. Pengujian MTTR pergantian curing time dilakukan dengan cara metode langsung, menghitung total waktu yang dibutuhkan dari mulai masuk ke screen,proses input data dan memastikan settingan telah benar dan sesuai dengan spesifikasi. Pengujian dilakukan oleh beberapa engineer yang mempunyai kemampuan dan pengetahuan untuk merubah program plc. Berikut data yang dihasilkan :
96
Tabel 4.5 Data MTTR Pergantian Curing Time Pada Sistem Curing Baru Code/ N O
Descripti on
Man 1
Man 2
Man 3
Man 4
Man 5
IAI 2717 1
2.75-17
70 detik 65 detik 73 detik 67 detik 66 detik
4PR NR60
MTTR pada pergantian curing time erat hubunganya dengan cycle time mesin curing,semakin cepat waktu dalam pergantian curing time semakin cepat pula cycle timenya. Pengambilan data Cycle time mesin curing baru didapat dengan metode langsung,menghitung
dengan
stopwatch
waktu
yang
dibutuhkan
untuk
menghasilkan satu produk ban,dimulai dari operator mengambil bahan green tyre kemudian meletakkan green tyre tersebut dimold,operator memencet push button closed,proses masak sampai dengan produk menjadi ban kemudian operator mengambil ban yang telah jadi tersebut untuk diletakkan pada lantai. Berikut data cycle time mesin curing baru dalam keadaan normal,tanpa ada pergantian size.
97
Tabel 4.6 Cycle Time Mesin Curing Baru Tanpa Ada Pergantian Size Code/ N O
Descripti
Man 1
Man 2
Man 3
Man 4
Man 5
671
675
667
660
663
detik
detik
detik
detik
detik
on IAI 2717 2.75-17
1
4PR NR60
4.5 Analisa MTTR Pergantian Curing Time Pada Sistem Curing Baru Berdasarkan tabel MTTR pergantian curing time pada sistem curing lama dan sistem curing baru didapatkan rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk menyetting curing time. Untuk sistem curing lama ,rata-rata MTTR waktunya adalah sebagai berikut : Rata-rata waktu MTTR = (363 + 365 + 369 + 360 + 361) / 5 =1818 / 5 = 363,6 detik = 6,060 menit Untuk sistem curing baru ,rata-rata MTTR waktunya adalah sebagai berikut : Rata-rata waktu = ( 70 + 65 + 73 + 67 + 66) / 5 = 341 / 5 = 68,2 detik = 1,136 menit.
98
Selisih rata-rata MTTR Sistem Curing Lama dan Baru = 363,6 – 68,2 = 295,4 detik = 4,923 menit Dengan demikian MTTR pergantian curing time pada sistem curing baru lebih baik sebesar = 295,4 detik = 4,923 menit. 4.6 Analisa Unjuk Kerja Sistem Curing Baru. Dari Tabel ‘4.3 Cycle Time Mesin Curing Lama Tanpa Ada Pergantian Size’,didapatkan rata-rata cycle time sistem curing lama sbb: Rata rata cycle time curing lama tanpa pergantian size = ( 664+670+668+673+675 ) / 5 = 3350 / 5 = 670 detik = 11,167 menit Dari Tabel 4.6 Cycle Time Mesin Curing Baru Tanpa Ada Pergantian Size, didapatkan rata-rata cycle time system curing baru sbb : Rata rata cycle time curing baru tanpa pergantian size = ( 671+675+667+660+663 ) / 5 = 3336 / 5 = 667,2 detik = 11,120 menit Di bab sebelumnya didapatkan data sbb: MTTR system curing lama= 363,6 detik = 6,060 menit. MTTR system curing baru= = 68,2 detik = 1,136 menit.
99
Cycle time mesin curing pada saat pergantian size adalah MTTR pergantian size ditambah dengan Cycle time mesin tanpa pergantian size. Secara matematis dirumuskan sbb : Cycle time = MTTR pergantian size + Cycle time tanpa pergantian size Dengan demikian cycle time pada saat pergantian size untuk mesin lama dan mesin baru sbb : Untuk Sistem curing lama : Cycle time = MTTR pergantian size + Cycle time tanpa pergantian size = 363,6 + 670 = 1033,6 detik = 17,227 menit. Untuk Sistem curing baru : Cycle time = MTTR pergantian size + Cycle time tanpa pergantian size = 68,2 + 667,2 = 735,4 detik = 12,257 menit. Jadi selisih Cycle time pada saat pergantian size untuk system curing lama dan system curing baru adalah sbb : Selisih Cycle Time = cycle time curing lama – cycle time curing baru = 1033,6 – 735,4 = 298,2 detik = 4,970 menit Dengan demikian system curing baru memiliki cycle time lebih cepat 4.970 menit pada saat pergantian size dibandingkan dengan system curing lama. Dari tabel pengujian unjuk kerja sebelum dan sesudah modifikasi dan dari perhitungan cycle time dapat dilihat bahwa unjuk kerja sistem baru lebih
100
baik dibandingkan dengan sebelum dimodifikasi. Parameter Unjuk kerja sistem baru yang ditambahkan adalah sebagai berikut : 1. Kemudahan (Operator) dalam Pengoperasian. •
Adanya fasilitas untuk operator dalam menyetting curing time.
•
Adanya monitoring proses untuk : ¾ Counter produksi dapat dilihat setiap saat pada HMI. ¾ Step kerja dapat dilihat pada HMI
2. Sistem Alarm. •
Alarm untuk kegagalan temperature
•
Alarm untuk kegagalan presure steam.
3. Cycle time •
Bertambah cepat = 4,970 menit.
4.7 Analisa Penyebab Scrap Produk Pada Mesin Curing Penyebab scrap (cacat) produk pada ban keluaran mesin curing sangatlah banyak diantaranya sebagai berikut : •
Salah setting ,seperti salah setting mold,curing time dan limit switch.
•
Kerusakan komponen seperti solenoid,limit switch dll
•
Pengaruh lingkungan seperti debu,oli yang menempel pada mold
•
Operator tidak menjalankan SOP yang telah ditetapkan.
•
Listrik padam.
101
Yang dapat dilakukan sistem control dalam hal scrap produk adalah dengan cara mencegah atau menandainya dengan sistem alarm. Sistem alarm ini memberikan informasi ke operator bahwa telah terjadi scrap lewat buzzer ,kemudian operator mengecek dan kemudian memisahkan produk tersebut. Mencegah scrap dilakukan apabila penyebab scrap,seperti kegagalan suhu terjadi sebelum proses masak. Sistem alarm akan mengunci control elektrik sehingga operator tidak bisa melakukan proses masak. Scrap produk yang dapat ditandai atau dicegah oleh sistem alarm adalah scrap yang disebabkan oleh : ¾ Kegagalan temperature pada mold ¾ Kegagalan pressure,steam terlambat masuk ke mold. Kedua scrap tersebut dapat ditandai atau dicegah oleh sistem control karena penyebab scrap tersebut dapat diukur dan dideteksi dengan sensor,yaitu PT 100 untuk kegagalan temperature pada mold dan pressure switch untuk kegagalan pressure. Pada sistem curing lama tidak tersedia fasilitas untuk sistem alarm untuk kegagalan temperature dan kegagalan pressure. Dengan demikian sistem curing lama perlu diperbaiki sistem kontrolnya. Pada sistem curing baru didesain sistem alarm untuk kegagalan temperature dengan menggunakan TCU (Temperature Control Unit),merk yokogawa type U Series yang dihubungkan dengan sensor suhu PT 100. PT 100 mendeteksi suhu pada mold. TCU disetting dengan suhu tertentu,apabila suhu pada mold yang dideteksi oleh PT 100/thermocouple kurang dari settingan maka
102
relay internal pada TCU akan bekerja dan memberikan informasi ke PLC untuk menyalakan buzzer. Apabila kegagalan temperature terjadi sebelum proses masak maka PLC akan menandai scrap dengan menyalakan buzzer sekaligus mengunci kontrol elektrik sehingga operator tidak bisa melakukukan proses masak ban. Apabila kegagalan temperature terjadi pada saat proses masak maka PLC hanya menandai bahwa ada produk scrap dengan menyalakan buzzer. Berikut deskripsi visual sistem alarm untuk kegagalan temperature pada mold yang dapat menyebabkan scrap produk.
Gambar 4.1 Sistem Alarm Untuk Kegagalan Temperatur
Sistem Alarm untuk kegagalan pressure,steam terlambat masuk ke mold ,menggunakan pressure switch sebagai sensor untuk mendeteksi adanya steam. Jika mold telah menutup dan limit bawah tersentuh sedangkan lebih dari dua detik steam HP belum masuk ke mold maka produk ditandai scrap dan PLC memberikan perintah ke buzzer supaya bekerja . Berikut deskripsi visual sistem alarm untuk kegagalan presure yang dapat menyebabkan scrap produk.
103
Gambar 4.2 Sistem Alarm Untuk Kegagalan Pressure Masuk Dengan demikian, system curing baru akan dapat mengurangi scrap produk karena scrap produk yang disebabkan oleh kegagalan temperature dapat dicegah dengan sistem alarm yang mengunci sistem control sehingga operator tidak bisa melakukan proses masak. 4.8 Maintenance/ Perawatan Pada Mesin Curing Kemudahan
dalam
maintenance
berhubungan
erat
dengan
produktifitas,semakin cepat maintenance menemukan dan memperbaiki kerusakan maka semakin sedikit waktu yang hilang dan mesin kembali dapat berproduksi. Maintenance / perawatan yang berhubungan dengan mesin curing adalah sebagai berikut :
104
•
Melakukan trouble shooting kerusakan Merupakan aktivitas yang paling banyak dilakukan oleh engineer,yaitu proses
mencari
penyebab
kerusakan
pada
mesin.
Aktvitas
troubleshooting yang paling banyak dilakukan adalah berkaitan monitoring nyala atau matinya input dan output PLC relative terhadap kerusakan yang terjadi .Untuk itu engineer memerlukan laptop/konsol atau tidak relative terhadap sistem kontrolnya. •
Melakukan penggantian komponen yang rusak. Setelah kerusakan ditemukan pada komponen ,kemudian engineer mengecek apakah komponen tersebut masih bagus atau rusak,jika komponen tersebut rusak maka engineer akan mengganti komponen tersebut dengan stok yang ada di gudang spare part. Pada mesin curing PLC adalah komponen yang paling penting,untuk itu stok di gudang spare part harus tersedia dan ready stok. Jikalau terjadi kerusakan pada PLC dan harus diganti sedangkan stok gudang tidak ada,maka akan terjadi losses produk yang banyak dikarenakan mesin stop berproduksi.
•
Melakukan pengecekan secara berkala terhadap komponen Fast Moving. Limit switch dan proximity switch merupakan komponen fast moving yang sering di check dan diganti. Letak komponen fast yang mudah
105
dijangkau akan memudahkan engineer dalam mengadakan pengecekan dan penggantian sehingga waktu pengerjaan juga relatif lebih cepat.
Berikut kondisi sistem curing lama yang berhubungan dengan proses maintenance. Tabel 4.7 Kondisi Sistem Curing Lama Berkaitan Dengan Maintenance
NO
ITEM
KONDISI CURING LAMA
1
Monitoring Input Dan Output PLC
Tidak Tersedia,membutuhkan laptop / konsol .
2
Komponen/part yang digunakan
PLC Omron type lama dan tidak termasuk spare part yang regular.
3
Tata letak komponen limit switch
Mudah dijangkau
Dengan demikian kondisi sistem curing lama belum mempermudah engineer dalam proses maintenance mesin dan memerlukan perbaikan. Berikut kondisi sistem curing baru yang berhubungan dengan proses maintenance.
106
Tabel 4.8 Kondisi Sistem Curing Baru Berkaitan Dengan Maintenance
NO 1
ITEM Monitoring Input Dan Output PLC
KONDISI CURING BARU Tersedia pada HMI ,tidak membutuhkan laptop / konsol .
2
Komponen/part yang digunakan
PLC Mitsubishi termasuk spare regular.
3
Tata letak komponen limit switch
mudah dijangkau
dan part
Dengan demikian kondisi sistem curing baru lebih memudahkan proses maintenance dibandingkan dengan sistem curing yang lama.
BAB V PENUTUP
5.1
Kesimpulan Dari uraian – uraian pada bab – bab sebelumnya akhirnya kami dapat
mengambil kesimpulan bahwa : 1. Modifikasi yang dilakukan untuk merubah sistem kontrol mesin curing dengan cara menggunakan PLC Mitsubishi dan HMI GOT Series untuk menggantikan sistem kontrol lama yang menggunakan PLC Omron Tipe lama
CQM-1H
telah
memenuhi
tujuan
yang
diinginkan,
yaitu
meningkatkan
unjuk kerja,memperbaiki MTTR pada saat pergantian
curing
mengurangi
size,
penyebab-penyebab
scrap
produk
dan
memudahkan maintenance. Dengan demikian modifikasi sistem kontrol ini dapat diterapkan pada mesin-mesin curing BOM 34 yang lain di PT Gajah Tunggal Tbk.
2.6
Saran Saran kami yang berhubungan dengan sistem kontrol mesin curing ini
adalah agar terus melakukan improvement atau perbaikan unjuk kerja mesin yang
107
lebih baik. Beberapa yang bisa dilakukan untuk perawatan mesin agar unjuk kerja mesin curing maksimal adalah : a. Membuat SOP (Standar Operation Prosedur) untuk penggantian curing time mesin curing agar tidak terjadi kesalahan input data/pengisian data yang menyebabkan kegagalan (scrap) pada produk. b. Mengecek dan mengganti secara berkala baterai PLC agar mesin terus berjalan dengan normal. c. Mengecek dan mengganti secara berkala komponen fast moving ( komponen yang rutin di ganti ) seperti limit switch,proximity switch dll. d. Mengecek dan mengganti secara berkala oli pelumas untuk bushing motor induksi sehingga life time motor akan terjaga.
108
109
DAFTAR PUSTAKA
1. Badan Standarisasi Nasional, 2001, Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 ( PUIL 2000 ) , Yayasan PUIL-Jakarta. 2. Gajah Tunggal , Mesin Curing Operation Manual. 3. Mitsubishi Electric, GOT series Operation Manual. 4. Mitsubishi Electric, Mitsubishi PLC Programing Manual. 5. Wignjosoebroto,Sritomo, 2003 , Pengantar Teknik & Manajemen Industri , Guna Widya – Jakarta.
