PEMANFAATAN TOUCHSCREEN PROFACE DALAM MODIFIKASI SISTEM INTERFACE PLC PADA MESIN BLADDER INJECTION DI PT GAJAH TUNGGAL TBK PLANT D RADIAL Sebuah Tugas Akhir Sebagai salah satu persyaratan dalam mencapai Gelar Sarjana Strata – 1 ( S1 ) Di Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana Jakarta
Disusun oleh :
BRAM A. HENDARTO
NIM 4140511 – 0110
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2008
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama
: Bram A. Hendarto
NIM
: 4140511 – 0110
Jurusan
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknologi Industri
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, 2008
Bram A. Hendarto
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Nama
: Bram A. Hendarto
NIM
: 4140511 – 0110
Jurusan
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknologi Industri
Judul
: PEMANFAATAN TOUCHSCREEN PROFACE DALAM MODIFIKASI SISTEM INTERFACE PLC PADA MESIN BLADDER INJECTION DI PT GAJAH TUNGGAL TBK PLANT D RADIAL
Jakarta, 2008 Menyetujui,
Pembimbing
Koordinator Tugas Akhir
( Ir. Budi Yanto Husodo, MSc. )
( Ir. Yudhi Gunardi, MT.)
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro
( Ir. Budi Yanto Husodo, MSc. )
iii
Abstraksi
Abstraksi - Otomatisasi merupakan alternatif yang tidak dapat dielakkan lagi untuk memperoleh sistem kerja yang sederhana, praktis, dan efisien. Untuk menunjang proses ini dapat digunakan Touchscreen dan Programable Logic Control (PLC). Proyek akhir ini adalah menghasilkan sistem komunikasi yang lebih interaktif dan menggantikan sistem komunikasi lama antara manusia terhadap mesin yang sebelumnya dilakukan dengan menggunakan notebook/ laptop diganti dengan menggunakan touchscreen. Tujuan dari sistem komunikasi ini adalah untuk lebih memudahkan memonitor dan memasukan data mesin ke PLC. Alat yang digunakan dalam proses ini adalah Touchscreeen Proface GP477. touchscreen ini akan berfungsi sebagai alat untuk memonitor dan memasukan settingan – setingan mesin. Setiap menu tombol yang terdapat pada layar monitor diberikan alamat yang sama dengan alamat yang dimaksud atau yang akan disetting pada program PLC, sehingga saat disentuh atau dilakukan perubahan data pada layar,akan langsung terhubung pada alamat yang sama di program PLC dan data pada program PLC pun akan ikut berubah.Dari hasil pengujian proyek akhir Pemanfaatan touchscreen proface dalam modifikasi sistem interface PLC pada mesin Bladder Injection, sistem komunikasi ini mampu menggantikan notebook tanpa mengurangi fungsi lainnya.
Kata kunci : PLC, Touchscreen
iv
Abstraction
Abstraction - Automatization is the alternative to get a simple, practical and efficient work system, it is can’t be ignored any more. This process is supported by touchscreen and Programmable Logic Control (PLC). The aim of this final project is to replace a communication system that using a notebook and create a human machine interface to be more interactive by using a touchscreen. Destination of this human-machine interface system is to make a monitoring and inputing process easier. The touchscreen that used in this process isProface GP477. This touchscreen will be function as a media for monitoring and inputing the machine’s data. Every button menu’s of the monitor’s screen was given the same address with the address that we appointed to be set on the PLC program. That’s why when we touch or when we set the value in the monitor, it will be directly connected to the same address in PLC’s program and the data in PLC’s Program Will also changed. From the final project testing of using the proface touchscreen in modification of bladder injection machine PLC’s interface, this project can replace the note book without eliminating the other function.
Keyword : PLC, Touchscreen.
v
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah kami panjatkan kepada ALLAH S.W.T atas berkat serta rahmatnya, sehingga kami dapat menyelesaikan Tugas akhir kami yang berjudul: PEMANFAATAN TOUCHSCREEN PROFACE DALAM MODIFIKASI SISTEM INTERFACE PLC PADA MESIN BLADDER INJECTION DI PT GAJAH TUNGGAL TBK PLANT D RADIAL Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan akademis untuk menyelesaikan persyaratan dalam mencapai Gelar Sarjana Strata – 1 ( S1 ) di Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana Jakarta. Kami menyadari bahwa apa yang yang kami lakukan dalam penyusunan tugas akhir ini masih terlalu jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan
kritik
dan
saran
yang
berguna
dalam
penyempurnaan-
penyempurnaan sistem ini dimasa yang akan datang. Semoga apa yang telah kami lakukan ini dapat bermanfaat bagi pembaca.
Jakarta, Agustus 2008
Penyusun
vi
UCAPAN TERIMAKASIH
Syukur Alhamdulillah kami panjatkan atas rahmat serta kehadirat Allah SWT, karena atas ijin-Nyalah Tugas akhir ini dapat tersusun dan terselesaikan. Dalam perencanaan dan pembuatan hingga terselesaikannya tugas akhir ini penulis tak lepas dari bantuan pihak – pihak yang sangat membantu bagi penulis, sehingga pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terimakasih yang mendalam serta setulus – tulusnya kepada: 1. Allah SWT atas semuanya. 2. Ibunda dan Ayahanda tercinta atas dukungan, doa, motivasi, kasih sayang dan segala-galanya yang tak pernah henti diberikan kepada padaku. Ku haturkan seluruh cinta, cita- cita dan doaku agar damai selalu disisiNya. 3. Ketiga saudaraku (Dewi, Astri dan Nia), atas segala pengertian yang kalian berikan padaku. 4. Bapak Ir. Budi Yanto Husodo, MSc selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan sebagai dosen pembimbing atas segala bantuan dan kesabaran dalam memberikan bimbingan, arahan, dan masukan – masukan bagi kami di setiap kesempatan dan telah menjadi orang tua kami selama tugas akhir ini serta memberikan yang terbaik bagi kami. 5. Seluruh Dosen Universitas Mercu Buana Jakarta atas Ilmu dan waktu yang diberikan.
vii
7. Rekan – rekan kerja PT Gajah Tunggal Tbk, mas Pran, bos Hendra mas sugeng,mas Yadi dan mbah Mitro, terima kasih atas dukungan kalian semua. 8. Teman-teman satu teamku ( Arkat, Rizki, Fajar, Puput, Sari, Eko, Toni, Dyah, Regi dan Ali ). Terima kasih bantuan dan supportnya. Semoga sukses dan Tuhan selalu memberikan yang terbaik bagi kita semua, Amin 9. Seluruh pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu-persatu atas bantuan yang telah diberikan selama ini.
viii
DAFTAR ISI
Halaman Judul....……………………………………… …………………… Halaman Pernyataan.……………………………………………………… Halaman Pengesahan..……………………………………………………. Abstraksi….……………………………...…………………………………. Kata Pengantar ……………………… ……………………………...…… Ucapan Terima kasih……………………………………………………… Daftar Isi ……………………………………………………………… Daftar Tabel ………………………………………………………………… Daftar Gambar …………………………………………………………… Daftar Grafik ……………………………………………………………………
i ii iii iv vi vii ix xii xiii xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penulisan ……………………… … 1.2 Pembatasan Masalah……………………………….. 1.3 Tujuan …………. ……………………………………. 1.4 Sistematika Penulisan ……………………………….
1 3 4 4
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Umum ………………………………………………………. 2.2 Programmable logic Control (PLC) ……………………… 2.2.1 Sejarah PLC……. ………………………………….. 2.2.2 Komponen-komponen PLC…..………………….. 2.2.2.1 Catu daya PLC……………. ……………………. 2.2.2.2 Central Processing Unit ( CPU )………………………
6 6 11 13 14 14
2.2.2.3 Memori ……………………………………….. 2.2.2.4 Base Unit…………………………………………… 2.2.3 Pemrograman PLC …………………………………… 2.2.3.1 Programmer / Monitor ……………………….. 2.2.4 Masukan-masukan PLC ………………………............ 2.2.4.1 Pengaturan atau Antarmuka Masukan ………... 2.2.5 Keluaran-keluaran PLC ……………………………….. 2.2.5.1 Pengaturan atau Antarmuka Keluaran ……….. 2.2.6 Jalur Ekstensi atau Tambahan ………………… .. 2.2.7 Hubungan Masukan Dan Keluaran PLC …………….. 2.2.7.1 Jalur-jalur Masukan …………………………... 2.2.7.2 Jalur-jalur Keluaran …………………………… 2.2.7.3 Operasional PLC ……………………………… 2.2.8 Bahasa Pemrograman PLC Mitsubishi …………….. 2.2.9 Instruksi Dasar Pemrograman PLC Mitsubishi ……… 2.2.9.1 Load (LD), Load Inverse (LDI) ………………. 2.2.9.2 AND dan ANI …………………………….....
17 17 17 18 19 20 22 23 23 23 25 27 28 30 31 31 31
ix
2.2.9.3 OR dan ORI ………………………………… 2.2.9.4 OUT ………………………………………… 2.2.10 Device PLC Mitsubishi ……………………… 2.2.10.1 Relay yang Digunakan Pada Pemrogaman PLC 2.2.10.2 Timer ( T ) ………………………………… 2.2.10.3 Counter ( C ) ………………………………. 2.2.11 Pengalamatan Input/ Output PLC Mitsubishi………. 2.2.12 Instruksi Fungsi Data ………………………............. 2.2.13 Parameter Setting ………………………………….. 2.3 Touchscreen Proface GP-PRO/PB II ……………………… 2.3.1 Memulai GP-PRO/PB III pada Windows ……........... 2.3.2 Membuat project baru ………………………………. 2.3.3 Konfigurasi Penggunaan ……………………………. 2.3.4 Koneksi PLC-GP…………………………………….. 2.3.4.1 Diagram Hubungan Kabel …………………... 2.3.4.1.1. Diagram dengan menggunakan RS-232C 2.3.4.1.2 Diagram dengan menggunakan RS-422 2.4 Motor Induksi Tiga Phasa …………………………………. 2.4.1 Konstruksi Motor Induksi Tiga Phasa .......................... 2.5 Peralatan Pengaman ……………………………………….. 2.5.1 NFB ( No Fuse Breaker ) / MCB …………………… 2.5.2 Pengaman Lebur ( Fuse )……………………………. 2.5.3 TOR ( Thermal Overload Relay )……………………
32 33 34 34 37 37 38 39 45 46 46 48 50 50 51 51 52 54 55 57 57 59 60
BAB III PERANCANGAN SISTEM DAN PROGRAM MESIN 3.1 Mesin Bladder Injection. …………………………….. 62 3.1.1 Bagian – bagian mesin Bladder Injection …… 63 3.1.1.1. Closing Unit ………………………… 63 3.1.1.2 extruder unit …………………………. 65 3.1.1.3 Injection Unit ………………………… 66 3.1.1.4 Hydraulic unit ………………………… 67 3.1.2 Deskripsi Kerja Mesin Bladder Injection. ……. 69 3.1.2.1 Urutan Proses Otomatis ……………… 69 3.1.2.2 Diagram Urutan auto sequence ……… 71 3.1.2.3 Pengaturan settingan mesin ………… 73 3.2 Dasar Penambahan Program PLC ……………………. 74 3.3 Desain Sistem kontrol Bladder injection yang Baru ….. 76 3.3.1 Peralatan tambahan yang digunakan …………. 78 3.3.2 Pengalamatan input output PLC ……………… 78 3.3.3. Keuntungan Dari Modifikasi Dengan Menggunakan Touchscreen................................................................. 81 3.4 Parameter – Parameter Setting yang ditampilkan melalui touchscreen sistem baru ………………………. 84 3.5 Informasi yang ditampilkan monitor sistem yang baru .. 87 3.6 Cara Kerja Hubungan Touchscreen terhadap PLC ……. 89
x
3.6.1 Cara Kerja Hubungan Tampilan dan tombol Setting Inject Compound……………………….. 3.6.2 Cara Kerja Hubungan Tampilan dan Tombol Setting Pressure ………………………………… 3.6.3 Cara Kerja Hubungan Tampilan dan Tombol Time Cure ………………………………………. 3.6.4 Cara Kerja Hubungan Tampilan dan Tombol Temperature ……………………………………..
91 92 93 95
BAB IV PENGUJIAN SISTEM 4.1 Uji Unjuk Kerja Touchscreen Proface GP477………………..
97
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan …………………………………………………. 5.2 Saran ………………………………………………………..
111 112
DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………. LAMPIRAN ……………………………………………………………………
113 114
xi
DAFTAR TABEL
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 2.6 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 3.4
Halaman
Peralatan input, output, serta controller dari PLC Instruction List Program LD dan LDI Instruction List Program AND dan ANI Instruction List Program OR dan ORI Instruction List Program OUT Konfigurasi Penggunaan Settingan beberapa Size Bladder Deskripsi input Deskripsi output perhitungan keuntungan secara ekonomi
Catatan : Tabel 3.4 menunjukkan Tabel yang terletak pada Bab III dengan urutan Tabel No 4
xii
11 31 32 33 34 50 72 78 80 82
DAFTAR GAMBAR
Halaman
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10 Gambar 2.11. Gambar 2.12. Gambar 2.13 Gambar 2.14 Gambar 2.15 Gambar 2.16 Gambar 2.17 Gambar 2.18 Gambar 2.19 Gambar 2.20 Gambar 2.21 Gambar 2.22 Gambar 2.24 Gambar 2.25 Gambar 2.26 Gambar 2.27 Gambar 2.28 Gambar 2.29 Gambar 2.30 Gambar 2.31 Gambar 2.32 Gambar 2.33 Gambar 2.34 Gambar 2.35 Gambar 2.36
Diagram Fungsi Dasar Programmable Controller Elemen-elemen dasar PLC Blok Diagram CPU PLC Diagram Struktur Internal Input Modul Rangkaian antarmuka masukan PLC Diagram Blok Struktur Internal Output Modul Rangkaian antarmuka keluaran PLC Ilustrasi terminal COMM Menghubungkan sensor keluaran singking dengan masukan sourcing menghubungkan sensor keluaran sourcing dengan masukan singking Menghubungkan beban keluaran dengan keluaran PLC Tipe Singking Menghubungkan beban keluaran dengan keluaran PLC Tipe Sourcing Proses scanning program PLC Contoh Program LD dan LDI Contoh Program AND dan ANI Contoh Program OR dan ORI Contoh Program OUT Contoh Program END Contoh Program Internal Relay Contoh Program Special Relay M9030 Contoh Program Special Relay M9036 Timer Pengalamatan I/O Modul Pengalamatan I/O Menggunakan Extention Base Fungsi Transfer MOV Fungsi Transfer MOVP Fungsi INC Fungsi DEC Fungsi BCD Fungsi BIN Fungsi comparison Fungsi PLS Fungsi PLF Fungsi SET /RESET Membuka Program Proface
xiii
10 13 16 20 21 22 25 26 26 27 28 29 31 32 33 33 34 35 36 36 37 38 39 40 40 41 41 42 42 43 43 44 44 47
Gambar 2.37 Gambar 2.38 Gambar 2.39 Gambar 2.40a Gambar 2.40b Gambar 2.40c Gambar 2.41 Gambar 2.42 Gambar 2.43 Gambar 2.44 Gambar 2.45 Gambar 2.46 Gambar 2.47 Gambar 2.48 Gambar 2.49 Gambar 2.50 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9a Gambar 3.9b Gambar 3.10 Gambar 3.11 Gambar 3.12 Gambar 3.13 Gambar 3.14 Gambar 3.15 Gambar 3.16 Gambar 3.17 Gambar 3.18 Gambar 3.19 Gambar 3.20 Gambar 3.21 Gambar 3.22 Gambar 3.23 Gambar 3.24 Gambar 3.25 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4
Project Manager membuat project baru Menginput deskripsi dan tipe PLC Dagram Kabel RS-232C type 1 Dagram Kabel RS-232C type 2 Dagram Kabel RS-232C type 3 Dagram Kabel RS-422 dengan adapter GP070-CN10-0 Dagram Kabel RS-422 dengan adapter GP230-IS11-0 Dagram 1 Kabel RS-422 Dagram 2 Kabel RS-422 Hubungan Motor Segitiga ( Delta ) Hubungan Motor Bintang ( Star ) NFB MCB Fuse TOR Mesin Bladder Injection Bagian mesin Bladder Injection extruder unit Injection Unit Motor dan Pompa Hydraulic Tangki Hydraulic Solenoid Valve Urutan kerja mesin Bladder Injection Ilustrasi blok diagram desain sistem yang baru Ilustrasi wiring diagram desain sistem yang baru Pengalamatan input output PLC Tampilan monitor setting parameter Temperature Tampilan monitor setting parameter Pressure Tampilan monitor setting parameter stroke inject Tampilan monitor setting parameter Time Tampilan general monitor Tampilan counter Tampilan deskripsi input Tampilan deskripsi output Tampilan Screen Monitor Edit pada Touchscreen Tampilan Screen Monitor Edit pada software GP-Pro Program setting volume pada PLC Program setting pressure pada PLC Program setting curetime pada PLC Program setting time extruder start pada PLC Program setting temperature pada PLC Menu online pada program GX Developer Menu online pada program GX Developer Menu conection setup pada program GX Developer Menu read PLC pada program GX Developer
xiv
47 48 49 51 51 51 52 53 53 54 56 57 59 59 60 61 63 65 66 67 68 68 69 72 77 77 78 84 85 85 85 86 87 87 88 89 90 91 92 94 95 96 98 98 99 99
Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Gambar 4.10 Gambar 4.11 Gambar 4.12 Gambar 4.13 Gambar 4.14 Gambar 4.15
Menu simpan pada program GX Developer Program D0154 dan D0158 pada program GX Developer Program D0174 pada program GX Developer Program D0182 pada program GX Developer Screen monitor edit pada touchscreen Screen pressure edit pada touchscreen Screen Temperatur edit pada touchscreen Screen Time edit pada touchscreen Program D0154 dan D0158 pada program GX Developer Program D0174 pada program GX Developer Program D0182 pada program GX Developer
Catatan : Gambar 4.15 menunjukkan gambar yang terletak pada Bab IV dengan urutan gambar No 15
xv
100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Penulisan Kemajuan teknologi yang semakin berkembang pesat menyebabkan perindustrian sekarang ini semakin kompleks dan memerlukan alat pengendali yang lebih maju dari sebelumnya agar hasil dari industri tersebut lebih meningkat dibandingkan dengan sebelumnya. Sistem
pengendali
yang
telah
ada
terlebih
dahulu
sebelum
pengontrolan sistem dengan menggunakan kontrol logika yang dapat diprogram atau selanjutnya disebut PLC ( Programmable Logic Control ) ditemukan menggunakan elektromekanik berupa relay – relay yang memiliki banyak kelemahan, diantaranya kontak – kontak yang dipakai mudah aus karena hubung singkat. Selain itu memerlukan biaya yang cukup besar serta waktu yang relatif lebih lama saat pemasangan, pemeliharaan dan modifikasi dari sistem pengendali yang ada jika nantinya diperlukan modifikasi. Untuk perrtama kali PLC dikembangkan sebagai alternatif lain untuk menggantikan sistem kontrol relay yang rumit. Sistem kontrol yang baru tersebut harus memenuhi standar kerja sebagai berikut : •
Pemrograman yang sederhana
•
Perubahan program tanpa harus merubah sistem secara
2
keseluruhan •
Ukuran lebih kecil, lebih mudah dan kinerjanya lebih baik dari sistem kontrol relay
•
Biaya perawatan yang murah dan mudah
Dalam hal penerapan peralatan baru ke dalam sistem kontrol, suatu sistem kontrol juga harus bersifat fleksibel dan mampu mengaplikasikan alat baru tersebut tanpa perlu merubah sistem keseluruhan. Sebagai contoh dalam penerapan komunikasi manusia terhadap mesin ( human machine interface ) HMI, jika suatu sistem kontrol belum menggunakan PLC sebagai kontrol utamanya, sudah dapat dipastikan kita akan kesulitan dalam menggunakan HMI sebagai alat penginput data serta memonitor atau memantau mesin tersebut. Pada mesin Bladder Injection, operator mengalami kesulitan dalam memonitor mesin maupun memasukan data yang diperlukan pada saat penggantian size bladder yang akan dibuat. Setiap penggantian size, ataupun yang berhubungan dalam hal merubah data – data yang ada dalam program PLC, operator harus memanggil pihak engineering untuk merubahnya, karena untuk merubah data – data dalam PLC diperlukan PC / notebook yang di dalamnya telah memiliki software untuk PLC mitsubishi. terkadang memerlukan waktu yang lama untuk menunggu pihak engineering datang karena kesibukan atau SDM yang terbatas. Dengan memanfaatkan HMI dalam hal ini touchscreen proface GP477R, operator tidak direpotkan dengan penggantian size yang memerlukan perubahan data PLC ataupun memasukan data – data lain yang sederhana. Operator bisa
3
melakukanya langsung melalui HMI tersebut. Dengan menggunakan perpaduan PLC dan HMI maka kelemahan – kelemahan yang dimiliki sistem pengendali yang sebelumnya dapat diatasi. Dalam dunia industri, efisiensi dan kemudahan dengan aplikasi peralatan menjadi masalah yang sangat penting. Suatu sistem kerja membutuhkan suatu alat yang dapat mengontrol keseluruhan kerja alat secara fleksibel, mudah di program dan dapat mengefisiensikan waktu dan ruang.
1.2
Pembatasan Masalah Dalam hal ini penulis melakukan suatu modifikasi pada sistem kontrol
yang digunakan pada mesin bladder injection yang telah terinstall di Department Curing PT Gajah Tunggal Plant D . Untuk pencapaian sasaran dari pembuatan modifikasi sistem kontrol dan penulisan Tugas Akhir ini maka penulis melakukan pembatasan terhadap masalah yaitu dengan menitik beratkan pada perubahan system kontrol dalam pemanfaatan touchscreen proface yaitu dari penggunaan PC /
Notebook
yang
bersifat
portable
dimodifikasi
dengan
menggunakan
Touchscreen Proface yang bersifat fix, serta modifikasi program utama PLC-nya agar dapat berkomunikasi dengan touchscreen. Adapun mengenai sistem mekanisasi dari peralatan ( penjelasan secara mekanik ) yang digunakan akan dibahas secara ringkas saja. Hal ini dimaksudkan untuk dapat menunjang dalam mendapatkan hasil modifikasi system kontrol yang akan memudahkan kerja operator maupun teknisi mesin Bladder injection ini.
4
1.3
Tujuan Adapun tujuan modifikasi sistem interface PLC yang awalnya menggunakan
notebook/laptop diganti dengan menggunakan touchscreen proface adalah : a. Bagi teknisi, memudahkan dalam melakukan analisa masalah / problem yang terjadi serta memudahkan dalam melakukan perubahan settingan pada sistem kontrol yang digunakan di Mesin Bladder injection. b. Bagi operator mesin memudahkan melakukan perubahan waktu-waktu yang diperlukan setiap penggantian size. perubahan data dapat dilakukan menggunakan Touchscreen.
1.4
Sistematika Penulisan BAB I
Menjelaskan tentang latar belakang penulisan Tugas Akhir,
disertai dengan pembatasan masalah, yang nantinya akan mempermudah penulis dalam melakukan modifikasi system interface sehingga tujuan penulisan Tugas Akhir ini dapat tercapai sesuai Sistematika Penulisan yang telah di rencanakan. BAB II
Berisi tentang penjelasan secara teoritis mengenai landasan
teori yang berkaitan dengan Tugas Akhir, baik itu peralatan utama maupun peralatan pendukung, sehingga dapat dijadikan acuan penulis dalam melakukan modifikasi sistem kontrol serta menganalisa masalah yang ada. BAB III
Merupakan
bahan
inputan
utama
dalam
melakukan
modifikasi system yang berisi deskripsi kerja mesin Bladder Injection, modifikasi system kontrol serta kriteria dari system yang baru ( hasil modifikasi ) dan analisa sistem baru tersebut..
5
BAB IV
Menjelaskan tentang pengujian cara kerja menggunakan
touchsreen proface dan pengujian dari hasil Tugas Akhir. BAB V
Berisi tentang Kesimpulan dari hasil modifikasi yang telah
dilakukan disertai dengan saran – saran yang mendukung untuk tercapainya pembuatan Tugas Akhir yang lebih baik dan tepat sasaran.
6
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Umum Pada bab ini akan diberikan teori dasar yang melandasi permasalahan dan penyelesaiannya yang diangkat dalam proyek akhir ini. Teori dasar yang diberikan meliputi pengetahuan umum tentang PLC yang memberikan definisi dan klasifikasi tentang PLC yang telah berkembang sampai saat ini. Selanjutnya, diberikan tentang bagian – bagian dari PLC, perbedaan PLC dan sistem konvensional. Pada bagian lain, diberikan tentang instruksi pemrograman, intruksi dasar pemrograman pada PLC, dan juga dijelaskan tentang touchscreen proface / GPP-Pro yang digunakan dalam Tugas Akhir ini.
2.2 Programmable Logic Control ( PLC ) Sebuah PLC (kepanjangan Programmable Logic control) adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relay yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. Definisi PLC berdasarkan teori NEMA ( National Electric Facturer Association ) merupakan peralatan elektronik yang beroperasi secara digital yang menggunakan programmable memory (memory yang dapat diprogram) untuk menyimpan secara internal instruksi – instruksi fungsi spesifik seperti logika,
7
pewaktu, pencacah, fungsi aritmatika sebagai pengendali secara digital atau analog terhadap input output dalam berbagai tipe mesin dan proses tertentu. PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logika 0 atau 1, hidup atau mati). PLC menerima data input atau masukan dari peralatan input seperti tombol – tombol, sensor deteksi, limit switch, flow switch, level sensor dan sebagainya. Input – input ini dirubah menjadi keputusan – keputusan yang bersifat logika yang disimpan dalam memori. Perubahan dari setiap input diproses oleh CPU ( Central Processing Unit ) PLC dan dikeluarkan sebagai output yang akan digunakan sebagai input dari alat - alat lainnya seperti motor listrik, solenoid valve, dan lain – lain. Pengguna membuat program ( yang umumnya dinamakan diagram tangga atau ladder diagram) yang kemudian harus dijalankan oleh PLC yang bersangkutan. Dengan kata lain, PLC menentukan aksi apa yang harus dilakukan pada instrumen keluaran berkaitan dengan status suatu ukuran atau besaran yang diamati. PLC banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi industri, misalnya pada proses pengepakan, penanganan bahan, perakitan otomatis dan sebagainya. Dengan kata lain, hampir semua aplikasi yang memerlukan kontrol listrik atau elektronik membutuhkan PLC. Guna memperjelas contoh penggunaan PLC ini, misalnya diinginkan saat
8
suatu saklar ON, akan digunakan untuk menghidupkan sebuah selenoida selama 5 detik, tidak peduli berapa lama saklar tersebut ON. Kita bisa melakukan hal ini menggunakan pewaktu atau timer. Tetapi bagaimana jika yang dibutuhkan 10 saklar dan 10 selenoida, maka kita akan membutuhkan 10 pewaktu. Kemudian bagaimana jika kemudian dibutuhkan informasi berapa kali masing-masing saklar dalam kondisi ON, tentu saja akan membutuhkan pencacah eksternal. Demikian seterusnya, makin lama makin kompleks. Dengan demikian, semakin kompleks proses yang harus ditangani, semakin penting penggunaan PLC untuk mempermudah proses-proses tersebut (dan sekaligus menggantikan beberapa alat yang diperlukan). Selain itu sistem kontrol proses konvensional memiliki beberapa kelemahan, antara lain : •
perlu kerja keras saat dilakukan pengkabelan
•
Kesulitan saat dilakukan penggantian dan / atau perubahan;
•
Kesulitan saat dilakukan pelacakan kesalahan;
•
Saat terjadi masalah, waktu tunggu tidak menentu dan biasanya lama. Sedangkan penggunaan kontroler PLC memiliki beberapa kelebihan
dibandingkan dengan sistem kontrol konvesional, antara lain: •
Jumlah kabel yang dibutuhkan bisa berkurang hingga 80 %
•
PLC mengkonsumsi daya lebih rendah dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvensional ( berbasis relay ).
•
Fungsi
diagnostik
pada
sebuah
kontroler
PLC
memungkinkan
pendeteksian kesalahan yang mudah dan cepat. •
Perubahan pada urutan operasional atau proses atau aplikasi dapat
9
dilakukan dengan mudah, hanya dengan melakukan perubahan atau penggantian program, baik melalui terminal konsol maupun komputer PC; •
Tidak membutuhkan spare part yang banyak;
•
Lebih murah dibandingkan dengan sistem konvensional, khususnya dalam kasus penggunaan instrumen I/O yang cukup banyak dan fungsi operasional yang prosesnya cukup kompleks;
•
Ketahanan PLC jauh lebih baik dibandingkan dengan relay auto-mekanik.
•
kemampuan beroperasi dalam lingkungan yang keras.
•
Tahan terhadap noise dan memiliki fluktuasi temperature yang besar (00 C - 600 C).
•
Konstruksi
plug in
sehingga memungkinkan penggantian atau
penambahan unit input / output secara mudah. •
Bahasa pemrograman yang mudah dipahami.
•
Kemudahahan pemrograman dan pemrograman ulang Bila telah menggunakan PLC, manusia dapat memodifikasi suatu sistem
tanpa melakukan perubahan jaringan kabel, tetapi cukup dengan merubah program di dalam PLC.
10
Blok diagram PLC Secara umum adalah sebagai berikut :
I N P U T
CPU
O U T P U T
M
PROGRAMMING DEVICE
Gambar 2.1 Diagram Fungsi Dasar Programmable Controller
Pusat setiap hubungan dari masing – masing blok diagram berada di CPU. CPU dibentuk atas mikroprosesor, memori logika untuk menyimpan kontrol logika, memori variabel yang digunakan untuk perubahan fungsi pada memori, dan pencatu daya yang berfungsi memberikan catu daya terhadap prosesor dan memory. Blok input berfungsi memberikan sinyal kontrol masukan ke CPU dalam bentuk tegangan listrik atau arus listrik. Blok output berfungsi meneruskan sinyal kontrol dari CPU dalam bentuk tegangan atau arus ke sebuah alat. Tabel dari beberapa peralatan input (sensor), controller dan output dapat dilihat dalam tabel 2.1.
11
Tabel 2.1 Peralatan input, output, serta controller dari PLC
2.2.1
Sejarah PLC
Alat pengendali terprogram ini mulai dikembangkan pada industri sejak tahun 1969
dengan sebutan Programmable Controller (PCs). Nama tersebut
didefinisikan oleh Capiel ( 1982 ), sedangkan nama Programmable Logic Controller ( PLC ) pertama kali dipopulerkan oleh Perusahaan Allen Bradley. PLC pertama kali diperkenalkan pada tahun 1960-an. Alasan utama perancangan PLC adalah untuk menghilangkan beban ongkos perawatan dan penggantian sistem kontrol mesin berbasis relay. Bedford Associate (Bedford, MA) mengajukan usulan yang diberi nama MODICON (kepanjangan Modular Digital controller) untuk perusahaan-perusahaan mobil di Amerika. Sedangkan perusahaan lain mengajukan sistem berbasis komputer (PDP-8). MODICON 084 merupakan PLC pertama didunia yang digunakan pada produk komersil. Saat kebutuhan produksi berubah maka demikian pula dengan sistem kontrol-nya. Hal ini menjadi sangat mahal jika perubahannya terlalu sering. Karena relai merupakan alat mekanik, maka, tentu saja, memiliki umur hidup atau masa penggunaan yang terbatas, yang akhirnya membutuhkan jadwal perawatan
12
yang ketat. Pelacakan kerusakan atau kesalahan menjadi cukup membosankan jika banyak relai yang digunakan. Bayangkan saja sebuah panel kontrol yang dilengkapi dengan monitor ratusan hingga ribuan relai yang terkandung pada sistem kontrol tersebut. Bagaimana kompleks-nya melakukan pengkabelan pada relai-relai tersebut. Kemampuan komunikasi pada PLC mulai muncul pada awal-awal tahun 1973. Sistem yang pertama adalah Modbus-nya MODICON. Dengan demikian PLC bisa berkomunikasi dengan PLC lain dan bisa ditempatkan lebih jauh dari lokasi mesin sesungguhnya yang dikontrol. Sekarang kemampuan komunikasi ini dapat digunakan untuk mengirimkan dan menerima berbagai macam tegangan untuk membolehkan dunia analog ikut terlibat. Sayangnya, kurangnya standarisasi mengakibatkan komunikasi PLC menjadi mimpi buruk untuk protokol-protokol dan jaringan-jaringan yang tidak kompatibel. Tetapi bagaimanapun juga, saat itu merupakan tahun yang hebat untuk PLC. Pada tahun 1980-an dilakukan usaha untuk menstandarisasi komunikasi dengan protokol otomasi pabrik milik General Motor (General Motor's Manufacturring Automation Protocol (MAP)). Juga merupakan waktu untuk memperkecil ukuran PLC dan pembuatan perangkat lunak pemrograman melalui pemgromaman simbolik dengan komputer PC daripada terminal pemrogram atau penggunaan pemrogram genggam (handled programmer / console). Sekarang PLC terkecil seukuran dengan sebuah kontrol relai tunggal. Tahun 1990- dilakukan reduksi protokol baru dan modernisasi lapisan fisik dari protokol-protokol populer yang bertahan pada tahun 1980-an. Standar
13
terakhir (IEC 1131-3), berusaha untuk menggabungkan bahasa pemrograman PLC dibawah satu standar internasional. Sekarang bisa dijumpai PLC-PLC yang diprogram dalam diagram fungsi blok, daftar instruksi, C dan teks terstruktur pada saat bersamaan.
2.2.2
Komponen - komponen PLC. PLC sesungguhnya merupakan sistem mikrokontroler khusus untuk
industri, artinya seperangkat perangkat lunak dan keras yang diadaptasi untuk keperluan aplikasi dalam dunia industri. Elemen-elemen dasar sebuah PLC ditunjukkan pada gambar berikut
Gambar 2.2 elemen-elemen dasar PLC
14
2.2.2.1 Catu daya PLC Catu daya listrik digunakan untuk memberikan pasokan catu daya ke seluruh bagian PLC (termasuk CPU, memori dan lain-lain). Kebanyakan PLC bekerja pada catu daya 24 VDC atau 220 VAC. Beberapa PLC catu dayanya terpisah ( sebagai modul tersendiri ). Yang demikian biasanya merupakan PLC besar, sedangkan yang medium atau kecil, catu dayanya sudah menyatu. Pengguna harus menentukan berapa besar arus yang diambil dari modul keluaran/masukan untuk memastikan catu daya yang bersangkutan menyediakan sejumlah arus yang memang dibutuhkan. Tipe modul yang berbeda menyediakan sejumlah besar arus listrik yang berbeda. Catu daya listrik ini biasanya tidak digunakan untuk memberikan catu daya langsung ke masukan maupun kelauran, artinya masukan dan keluaran murni merupakan saklar (baik relai maupun opto isolator). Pengguna harus menyediakan sendiri catu daya terpisah untuk masukan dan keluaran PLC. Dengan cara demikian, maka lingkungan industri dimana PLC digunakan tidak akan merusak PLC-nya itu sendiri karena memiliki catu daya terpisah antara PLC dengan jalurjalur masukan dan keluaran.
2.2.2.2 Central Processing Unit ( CPU ) Unit pengolah pusat atau CPU merupakan otak dari sebuah kontroler PLC. CPU itu sendiri biasanya merupakan sebuah mikrokontroler (versi mini mikrokontroler lengkap). Pada awalnya merupakan mikrokontroler 8-bit seperti 8051, namun saat ini bisa merupakan mikrokontroler 16 atau 32 bit. Biasanya
15
untuk produk-produk PLC buatan Jepang, mikrokontrolernya adalah Hitachi dan Fujitsu, sedangkan untuk produk Eropa banyak menggunakan Siemens dan Motorola untuk produk - produk Amerika. CPU ini juga menangani komunikasi dengan piranti eksternal, interkonektivitas antar bagian-bagian internal PLC, eksekusi program, manajemen memori, mengawasi atau mengamati masukan dan memberikan sinyal ke keluaran (sesuai dengan proses atau program yang dijalankan). Kontroler PLC memiliki suatu rutin kompleks yang digunakan untuk memeriksa agar dapat dipastikan memori PLC tidak rusak, hal ini dilakukan karena alasan keamanan. Hal ini bisa dijumpai dengan adanya indikator lampu pada badan PLC sebagai indikator terjadinya kesalahan atau kerusakan. Central Processing Unit (CPU) merupakan otak dari sistem. Sebagai pusat pemroses data. Bagian dari CPU antara lain : catu daya, memori tetap ( fixed memory ), memori yang dapat dirubah ( alterable memory ), processor dan baterai cadangan (backup 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 dirubah oleh pengguna PLC. Alterable Memory merupakan bagian PLC yang berisi perintah – perintah yang diprogram oleh pengguna. Register – register pada Alterable Memory berubah isinya pada saat PLC beroperasi. Sedangkan processor merupakan bagian dari CPU PLC yang menerima, menganalisa, memroses dan mengirim informasi. Informasi yang dikirim atau diterima dalam bentuk pulsa digital.
16
Gambar 2.3 Blok Diagram CPU PLC
2.2.2.3 Memori Memori sistem (saat ini banyak yang mengimplementasikan penggunaan teknologi flash) digunakan oleh PLC untuk sistem kontrol proses. Selain berfungsi untuk menyimpan "sistem operasi", juga digunakan untuk menyimpan program yang harus dijalankan, dalam bentuk biner, hasil terjemahan diagram tangga yang dibuat oleh pengguna atau pemrogram. Isi dari memori Flash tersebut dapat berubah (bahkan dapat juga dikosongkan atau dihapus) jika memang dikehendaki seperti itu. Tetapi yang jelas, dengan penggunaan teknologi Flash, proses penghapusan dan pengisian kembali memori dapat dilakukan dengan mudah dan cepat. Pemrograman PLC, biasanya, dilakukan melalui kanal serial komputer yang bersangkutan. Memori pengguna dibagi menjadi beberapa blok yang memiliki fungsi khusus. Beberapa bagian memori digunakan untuk menyimpan
17
status masukan dan keluaran. Status yang sesungguhnya dari masukan maupun keluaran disimpan sebagai logika atau bilangan '0' dan '1' (dalam lokasi bit memori tertentu). Masing - masing masukan dan keluaran berkaitan dengan sebuah bit dalam memori. Sedangkan bagian lain dari memori digunakan untuk menyimpan isi variabel – variabel yang digunakan dalam program yang dituliskan. Misalnya, nilai pewaktu atau nilai pencacah bisa disimpan dalam bagian memori ini. 2.2.2.4 Base Unit Base unit merupakan rak untuk menempatkan
modul – modul sesuai
dengan slot – slot yang ada (slot Power supply, CPU, I/O). Setia tipe base unit memiliki jumlah slot yang berbeda. Ada yang memiliki tiga, lima atau delapan slot untuk input / output tergantung dari tipe yang digunakan.
2.2.3 Pemrograman PLC Kontroler PLC dapat diprogram melalui komputer, tetapi juga bisa diprogram melalui program manual, yang biasa disebut dengan konsol (console). Untuk keperluan ini dibutuhkan perangkat lunak, yang biasanya juga tergantung pada produk PLC-nya. Dengan kata lain, masing-masing produk PLC membutuhkan perangkat sendiri-sendiri. Saat ini fasilitas PLC dengan komputer sangat penting sekali artinya dalam pemrograman-ulang PLC dalam dunia industri. Sekali sistem diperbaiki, program yang benar dan sesuai harus disimpan ke dalam PLC lagi. Selain itu perlu dilakukan pemeriksaan program PLC, apakah selama disimpan tidak terjadi
18
perubahan atau sebaliknya, apakah program sudah berjalan dengan benar atau tidak. Hal ini membantu untuk menghindari situasi berbahaya dalam ruang produksi (pabrik), dalam hal ini beberapa pabrik PLC telah membuat fasilitas dalam PLCnya berupa dukungan terhadap jaringan komunikasi, yang mampu melakukan pemeriksaan program sekaligus pengawasan secara rutin apakah PLC bekerja dengan baik dan benar atau tidak. Hampir semua produk perangkat lunak untuk memprogram PLC memberikan kebebasan berbagai macam pilihan seperti: memaksa suatu saklar (masukan atau keluaran) bernilai ON atau OFF, melakukan pengawasan program (monitoring) secara real-time termasuk pembuatan dokumentasi diagram tangga yang bersangkutan. Dokumentasi diagram tangga ini diperlukan untuk memahami program sekaligus dapat digunakan untuk pelacakan kesalahan. Pemrogram dapat memberikan nama pada piranti masukan dan keluaran, komentar-komentar pada blok diagram dan lain sebagainya. Dengan pemberian dokumentasi maupun komentar pada program, maka akan mudah nantinya dilakukan pembenahan (perbaikan atau modifikasi) program dan pemahaman terhadap kerja program diagram tangga tersebut.
2.2.3.1 Programmer / Monitor Programmer / monitor merupakan alat yang digunakan untuk memasukkan program pada CPU PLC yang berupa console atau computer (notebook./laptop). Apabila program telah selesai dibuat maka untuk memasukkan program, programmer dihubungkan dengan CPU menggunakan link cable.
19
Pada saat PLC dalam kondisi running PM dapat digunakan untuk mengetahui kondisi I/O dalam kondisi aktif atau tidak. Tiap –tiap merk PLC mempunyai karakteristik internal yang berbeda sehingga PM yang digunakan berbeda pula. Termasuk juga jenis perangkat keras ( console / laptop ) dan perangkat lunak ( software ) yang digunakan.
2.2.4
Masukan-masukan PLC PLC menerima masukan melalui modul input. Kecerdasan sebuah sistem
terotomasi sangat tergantung pada kemampuan sebuah PLC untuk membaca sinyal dari berbagai macam jenis sensor dan piranti - piranti masukan lainnya. untuk mendeteksi proses atau kondisi atau status suatu keadaan atau proses yang sedang terjadi, misalnya, berapa cacah barang yang sudah diproduksi, ketinggian permukaan air, tekanan udara dan lain sebagainya, maka dibutuhkan sensor-sensor yang tepat untuk masing-masing kondisi atau keadaan yang akan dideteksi tersebut. Dengan kata lain, sinyal-sinyal masukan tersebut dapat berupa logika (ON atau OFF) maupun analog. PLC kecil biasanya hanya memiliki jalur masukan digital saja, sedangkan yang besar mampu menerima masukan analog melalui unit khusus yang terpadu dengan PLC-nya. Salah satu sinyal analog yang sering dijumpai adalah sinyal arus 4 hingga 20mA (atau mV) yang diperoleh dari berbagai macam sensor. Lebih canggih lagi, peralatan lain dapat dijadikan masukan untuk PLC, seperti citra dari kamera, robot (misalnya, robot bisa mengirimkan sinyal ke PLC sebagai suatu informasi bahwa robot tersebut telah selesai memindahkan suatu
20
objek dan lain sebagainya) dan lain-lain. 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. Term inal 1
SENSOR AC
In p u t
CONVERTER
DC
ISOLATOR (Optoisolator)
DC
OUTPUT
DC To CPU
Co mmo n 120 V
Gambar 2.4 Diagram Struktur Internal Input Modul
2.2.4.1 Pengaturan atau Antarmuka Masukan Antarmuka masukan berada di antara jalur masukan yang sesungguhnya dengan unit CPU. Tujuannya adalah melindungi CPU dari sinyal-sinyal yang tidak dikehendaki yang bisa merusak CPU itu sendiri. Modul antar masukan ini berfungsi untuk mengkonversi atau mengubah sinyal-sinyal masukan dari luar ke sinyal-sinyal yang sesuai dengan tegangan kerja CPU yang bersangkutan
21
(misalnya, masukan dari sensor dengan tegangan kerja 24 VDC harus dikonversikan menjadi tegangan 5 VDC agar sesuai dengan tegangan kerja CPU). Hal ini dengan mudah dilakukan menggunakan rangkaian opto-isolator sebagaimana ditunjukkan pada gambar berikut:
Gambar 2.5 rangkaian antarmuka masukan PLC
Penggunaan opto-isolator artinya tidak ada hubungan kabel sama sekali antara dunia luar dengan unit CPU. Secara 'optik' dipisahkan (perhatikan gambar diatas), atau dengan kata lain, sinyal ditransmisikan melalui cahaya. Kerjanya sederhana, piranti eksternal akan memberikan sinyal untuk menghidupkan LED (dalam opto osilator), akibatnya photo transistor akan menerima cahaya dan akan menghantarkan arus (ON), CPU akan melihatnya sebagai logika nol (catu antara kolektor dan emitor drop dibawah 1 volt). Begitu juga sebaliknya, saat sinyal masukan tidak ada lagi, maka LED akan mati dan photo transistor akan berhenti menghantar (OFF), CPU akan melihatnya sebagai logika satu.
22
2.2.5 Keluaran-keluaran PLC sistem otomatis tidaklah lengkap jika tidak ada fasilitas keluaran atau fasilitas untuk menghubungkan dengan alat-alat eksternal (yang dikendalikan). Beberapa alat atau piranti yang banyak digunakan adalah motor, selenoida, relai, lampu indikator, speaker dan lain sebagainya. Keluaran ini dapat berupa analog maupun digital. Keluaran digital bertingkah seperti sebuah saklar, menghubungkan dan memutuskan jalur. Keluaran analog digunakan untuk menghasilkan sinyal analog (misalnya, perubahan tegangan untuk pengendalian motor secara regulasi linear sehingga diperoleh kecepatan putar tertentu). Secara garis besar blok diagram output modul ditunjukan pada gambar 2.5.
Outp ut 1
Term inal 1
From CPU
SENSOR CPU SIGNAL
DC DC
ISOLATOR (Optoisolator)
DC DC
CONVERTER
AC AC
AC OUTPUT
Output D evice
Comm.
Gambar 2.6 Diagram Blok Struktur Internal Output Modul 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 ( Dirrect Current ).
23
2.2.5.1 Pengaturan atau Antarmuka Keluaran Sebagaimana pada antarmuka masukan, keluaran juga membutuhkan antarmuka yang sama yang digunakan untuk memberikan perlindungan CPU dengan peralatan eksternal, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 2.6 Cara kerjanya juga sama, yang menyalakan dan mematikan LED didalam optoisolator sekarang adalah CPU, sedangkan yang membaca status photo transistor, apakah menghantarkan arus atau tidak, adalah peralatan atau piranti eksternal.
Gambar 2.7 rangkaian antarmuka keluaran PLC
2.2.6 Jalur Ekstensi atau Tambahan Setiap PLC biasanya memiliki jumlah masukan dan keluaran yang terbatas. Jika diinginkan, jumlah ini dapat ditambahkan menggunakan sebuah modul keluaran dan masukan tambahan (I/O expansion atau I/O extension module).
2.2.7 Hubungan Masukan Dan Keluaran PLC Hal yang berkaitan dengan apa yang bisa dihubungkan dan bagaimana cara
24
menghubungkan ke masukan atau keluaran PLC. Ada dua istilah yang sudah lazim dikalangan elektronika maupun pengguna PLC, yaitu istilah "singking" dan "sourcing”. Istilah singking berkaitan dengan penarikan atau penyedotan sejumlah arus dari piranti luar (eksternal), istilah ini berkaitan degan tanda "-" (terminal negatif) atau GND (ground). Sedangkan istilah sourcing, yang berkaitan dengan terminal atau tanda "+" atau Vcc, berkaitan dengan pemberian sejumlah arus ke piranti luar (eksternal). Masukan atau keluaran, baik yang bersifat singking atau sourcing hanya bisa menghantarkan arus listrik satu arah (searah saja), artinya menggunakan catu daya DC. Dengan demikian, setiap jalur keluaran atau masukan memiliki terminal (+) dan (-), jika terdapat 5 masukan, maka akan terdapat 10 (5x2 terminal) sekrup terminal masukan, yang masing-masing bertanda (+) dan (-). namun hal ini kemudian dihindari dengan cara menyatukan terminal (+)nya, yang kemudian untuk beberapa masukan atau keluaran dijadikan satu dan disebut dengan jalur common (dalam PLC dengan tanda COMM). Pada gambar dibawah ditunjukkan contoh 3 masukan dengan satu jalur tunggal terminal COMM dan masing-masing dihubungkan dengan sebuah saklar.
25
Gambar 2.8 ilustrasi terminal COMM
2.2.7.1 Jalur-jalur Masukan Yang perlu diperhatikan dalam menghubungkan piranti luar dengan jalur masukan, yang biasanya berupa sensor, adalah bahwa keluaran dari sensor bisa berbeda tergantung dari sensor itu sendiri dan aplikasinya. Yang penting, bagaimana caranya dibuat suatu rangkaian sensor yang dapat memberikan sinyal ke PLC sesuai dengan spesifikasi masukan PLC yang digunakan. Pada gambar 2.8 ditunjukkan suatu contoh cara menghubungkan sebuah sensor dengan tipe keluaran singking dengan masukan PLC yang bersifat sourcing.
26
Gambar 2.9 Menghubungkan sensor keluaran singking dengan masukan sourcing
Pada gambar 2.8 tersebut, jenis sensor yang digunakan, sebagaimana disebutkan sebelumnya, merupakan jensi yang menyedot arus (singking), dengan demikian, masukan atau hubungan yang cocok disisi lainnya (PLC) adalah yang memberikan arus (sourcing). Perhatikan penempatan tegangan DC-nya, terutama polaritas terminalnya (positif dan negatifnya). Dalam hal ini COMMON bersifat positif untuk tipe hubungan atau koneksi semacam ini. Sedangkan pada gambar 2.9 ditunjukkan tipe koneksi yang lain atau kebalikan dari tipe koneksi yang sebelumnya.
Gambar 2.10 menghubungkan sensor keluaran sourcing dengan masukan singking
27
Pada gambar 2.9 memperlihatkan bahwa sekarang sensor memiliki sumber arus sendiri sehingga tipenya merupakan sourcing, pasangan terminalnya disisi yang lain (PLC) merupakan tipe singking. Untuk tipe hubungan semacam ini, COMMON bersifat negatif atau GND. Secara garis besar dapat dikatakan bahwa harus dilakukan hubungan singking - sourcing atau sourcing - singking bukan singking – singking maupun sourcing - sourcing.
2.2.7.2 Jalur-jalur Keluaran Keluaran dari PLC biasanya dapat berupa transistor dalam hubungan PNP, NPN maupun relai. Pada gambar 2.10 dan 2.11, masing-masing ditunjukkan bagaimana cara PLC mengatur piranti eksternal secara nyata.
Gambar 2.11. Menghubungkan beban keluaran dengan keluaran PLC tipe Singking
28
Gambar 2.12. Menghubungkan beban keluaran dengan keluaran PLC tipe sourcing Pada gambar 2.10. ditunjukkan bagaimana PLC menangani beban keluaran, jika PLC-nya sendiri keluarannya tipe singking. Beban diletakkan antara terminal masukan singking dengan terminal positif catu daya, yang digunakan untuk menggerakkan beban bukan untuk PLC-nya itu sendiri. Sedangkan pada gambar 2.11 adalah sebaliknya, tipe keluaran PLC adalah sourcing, sehingga konfigurasinya beban keluaran diletakkan antara keluaran sourcing dengan terminal negatif. 2.2.7.3 Operasional PLC Sebuah PLC bekerja secara kontinyu dengna cara men-scan program. Ibaratnya kita bisa mengilustrasikan satu siklus scan ini menjadi 3 langkah atau 3 tahap. Umumnya lebih dari 3 tetapi secara garis besarnya ada 3 tahap tersebut, sebagaimana ditunjukkan pada gambar dibawah
29
Gambar 2.13 Proses scanning program PLC Keterangan : 1. Periksa status masukan, pertama PLC akan melihat masing-masing status keluaran apakah kondisinya sedang ON atau OFF. Dengan kata lain, apakah sensor yang terhubungkan dengan masukan pertama ON ? Bagaimana dengan yang terhubungkan pada masukan kedua ? Demikian seterusnya, hasilnya disimpan ke dalam memori yang terkait dan akan digunakan pada langkah berikutnya; 2. Eksekusi Program, berikutnya PLC akan mengerjakan atau mengeksekusi program Anda (diagram tangga) per instruksi. Mungkin program Anda mengatakan bahwa masukan pertama statusnya ON maka keluaran pertama akan di-ON-kan. Karena PLC sudah tahu masukan yang mana saja yang ON dan OFF, dari langkah pertama dapat ditentukan apakah memang keluaran pertama harus diON-kan atau tidak (berdasarkan status masukan pertama). Kemudian akan menyimpan hasil eksekusi untuk digunakan kemudian; 3. Perbaharui status keluaran, akhirnya PLC akan memperbaharui atau
30
mengupdate status keluaran. Pembaharuan keluaran ini bergantung pada masukan mana yang ON selama langkah 1 dan hasil dari eksekusi program di langkah 2. Jika masukan pertama statusnya ON, maka dari langkah 2, eksekusi program akan menghasilkan keluaran pertama ON, sehingga pada langkah 3 ini keluaran pertama akan diperbaharui menjadi ON. Setelah langkah 3, PLC akan menghalangi lagi scanning program-nya dari langkah 1, demikian seterusnya. Waktu scan didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan 3 langkah tersebut. Masing-masing langkah bisa memiliki waktu tanggap (response time) yang berbeda-beda, waktu total tanggap atau total response time adalah jumlah semua waktu tanggap masing-masing langkah:
waktu tanggap masukan + waktu eksekusi program + waktu tanggap keluaran = waktu tanggap total
2.2.8
Bahasa Pemrograman PLC Mitsubishi Di dalam melakukan pemrograman PLC Mitsubishi terdapat dua model
pendekatan yaitu : 1.
Diagram tangga (ladder diagram)
2.
Bahasa simbol logika (instruction list)
31
2.2.9
Instruksi Dasar Pemrograman PLC Mitsubishi
2.2.9.1 Load (LD), Load Inverse (LDI) Instruksi ini digunakan untuk mengawali satu kondisi logika pada garis intruksi. Berfungsi sebagai kontak NO ( Normally Open ) untuk LD dan NC ( Normally Close ) untuk LDI. Instruksi ini dipakai pada saat memulai suatu ladder block. Ladder diagram X000 0 2
Y080
X001 Y081
Gambar 2.14 Contoh Program LD dan LDI
Instruction list Tabel 2.2 Instruction List Program LD dan LDI Step
0 1 2 3 4
Instruction list LD X000 OUT Y080 LDI X001 OUT Y081 END
2.2.9.2 AND dan ANI Instruksi AND dipakai menghubungkan seri kontak NO yang ada setelah kontak pertama pada ladder, sedangkan ANI digunakan untuk kontak NC.
32
Diagram ladder
X000
X001
X002 Y080
0
Gambar 2.15 Contoh Program AND dan ANI
Instruction list Tabel 2.3 Instruction List Program AND dan ANI Step
0 1 2 3 4
Instruction list LD X000 AND X001 ANI X002 OUT 080 END
2.2.9.3 OR dan ORI Instruksi OR digunakan untuk menghubungkan dua buah kontak NO atau lebih secara paralel. Sedangkan instruksi ORI untuk menghubungkan dua buah kontak NC atau lebih secara paralel.
33
Diagram ladder X000 Y080
0 X001 X002 3
Y081
X003
Gambar 2.16 Contoh Program OR dan ORI Instruction list Tabel 2.4Instruction List Program OR dan ORI
Step
0 1 2 3 4 5 6
Instruction list LD X000 OR X001 OUT Y080 LD X002 ORI X003 OUT Y081 END
2.2.9.4 OUT Instruksi ini digunakan untuk mengaktifkan internal relay (relay dalam), modul keluaran dan komponen – komponen keluaran lainnya. Diagram ladder X000
Y080
X001
Gambar 2.17 Contoh Program OUT
34
Instruction list Tabel 2.5 Instruction List Program OUT Step
0 1 2 3
Instruction list LD X000 OR X001 OUT Y080 END
2.2.9.5 Instruksi END Instruksi ini menandakan akhir dari suatu program.
END
Gambar 2.18 Contoh Program END
2.2.10 Device PLC Mitsubishi 2.2.10.1 Relay yang Digunakan Pada Pemrogaman PLC Relay yang digunakan pada pemrograman tugas akhir ini antara lain Internal Relay ( M ), Latch Relay ( L ), Step Relay ( S ). Relay dibedakan menjadi dua yaitu : a. Relay Bantu ( Auxiliary Relay ) Relay bantu digunakan pada PLC Mitsubishi MELSEC adalah mulai dari M0 sampai dengan M999 dan M2048 sampai dengan M8191. Jumlah relay yang digunakan dapat diseting pada parameter setting, jumlah maximal relay bantu
35
yang dapat digunakan adalah 8192 buah relay. Secara instruksi program, relay digunakan sebagai instruksi OUT. Penggunaan relay bantu dapat dilakukan seperti contoh program berikut :
X000 M0
0 M0
Y080
2
Gambar 2.19 Contoh Program Internal Relay
b. Relay Khusus ( Special Relay ) Special relay adalah internal relay yang memiliki fungsi khusus. Sebagian besar relay khusus tidak diaktifkan melalui program, tetapi aktif saat PLC aktif (PLC pada kondisi RUN). Special relay dalam kondisi OFF jika PLC dalam kondisi OFF, LATCH CLEAR atau RESET. Berikut ini beberapa contoh special relay :
M9006
Relay ini aktif jika tegangan batere kurang dari nilai nominalnya. Special relays ini akan OFF jika tegangan batere kembali normal.
M9030
Relay ini menghasilkan pulsa dengan periode 0,1 detik.
36
ON
OFF 0,05 s 0,05s
M9030
0
Y080
Gambar 2.20 Contoh Program Special Relay M9030
Relay ini tidak diaktifkan oleh sequence program. Relay ini aktif bila PLC dalam kondisi RUN.
M9036
Relay dengan kontak NO yang aktif jika PLC berada dalam posisi RUN. M9036 0
Y050
Gambar 2.21 Contoh Program Special Relay M9036
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.
37
2.2.10.2 Timer ( T ) Timer mulai aktif apabila coilnya mulai diaktifkan. Kontak timer akan aktif menjadi close / open apabila timer sudah mencapai setting waktunya. Apabila coil timer di off kan maka timer akan ter-reset dan nilai waktu timer menjadi 0 serta kontak menjadi off. Gambar 2.22 menunjukkan contoh pemakaian timer.
X000
K10
T0 on apabila X0 on Setting waktu T0 1 detik
T0
Gambar 2.22 Timer
2.2.10.3 Counter ( C ) Counter merupakan penghitung maju ( upcount ). Counter mulai menghitung apabila coil diaktifkan. Setelah mencapai setting maka kontak counter menjadi on / off. Reset mengubah nilai terhitung pada counter menajdi nol. Gambar 2.23 menunjukkan contoh ladder counter.
X001 K5 C0
Gambar 2.23 Counter
Kontak C0 bekerja setelah kontak X1 close 5 kali
38
2.2.11 Pengalamatan Input/ Output PLC Mitsubishi PLC dapat mengakses data dari input modul dan 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 PLC Mitsubishi dituliskan dalam 3 digit bilangan hexadecimal . Gambar 2.24 menunjukkan contoh pengalamatan I/O dalam PLC Mitsubishi.
X
0
0
0
X
0
1
0
X
0
2
0
Y
0
3
0
Y
0
4
0
to Power Supply Module
CPU Module
to
X2C
to
to
to
to
X
0
0
F
X
0
1
F
X
0
2
F
Y
0
3
F
Y
0
4
F
in put
in put
in put
output
output
16 poin ts
16 points
16 poin ts
16 points
16 points
Gambar 2.24 Pengalamatan I/O Modul
Pada gambar 2.24 terdapat 3 buah input modul dengan 16 terminal dan 2 buah output modul dengan 16 terminal. Penomoran dimulai dengan nomor slot modul yang telah ditempatkan. Pada contoh diatas alamat input dan output yaitu : -Input modul 1: X000H – X00FH -Input modul 2: X010H – X01FH -Input modul 3: X020H – X02FH -Output modul 1: Y030H – Y03FH -Output modul 2: Y040H – Y04FH
39
Apabila system yang dikontrol membutuhkan program dengan kapasitas besar dan membutuhkan I/O yang banyak maka dapat digunakan extention base. Penomoran I/O pada system seperti ini merupakan kelanjutan dari I/O sebelumnya, ditunjukkan pada gambar 2.11.
M ain base unit
C P U
Extentio n cable
00
11
22
00
10
20
to
to
0F
1F
33
44
55
66
77
30
40
50
60
70
to
to
to
to
to
to
2F
3F
4F
5F
6F
7F
1
2 St ag e numb er set t ing
Extentio n base unit
to Extentio n base unit o thers
16 0
17
18
19
20
21
22
23
00
10
20
30
40
50
60
70
to
to
to
to
to
to
to
to
0F
1F
2F
3F
4F
5F
6F
7F
3
4
Gambar 2.25 Pengalamatan I/O Menggunakan Extention Base
2.2.12 Instruksi Fungsi Data Instruksi fungsi data digunakan untuk mengolah data yang digunakan sebagai input atau data yang digunakan dalam proses di CPU dan juga termasuk data yang akan digunakan sebagai keluaran. Data yang digunakan bisa dalam bentuk bilangan biner, BCD (Binary-coded decimal), heksadesimal ataupun desimal. Dalam penggunaannya hanya bilangan biner dan BCD saja yang biasa dipakai, sedangkan bilangan heksadesimal dan desimal digunakan untuk seting
40
parameter ( contohnya
kapasitas memori yang digunakan, jumlah timer dan
counter yang digunakan). Biner digunakan dalam proses CPU sedangkan BCD digunakan untuk keperluan input dan output. Di bawah ini dijelaskan beberapa contoh instruksi data : a. Fungsi Transfer MOV Fungsi transfer MOV digunakan untuk memindahkan data atau konstanta dari alamat S ke alamat D ( S Simbol:
D) kondisi kerjanya:
S
MOV
D
Gambar 2.26 Fungsi Transfer MOV
MOVP Fungsi MOVP mempunyai fungsi yang sama dengan MOV, perbedaannya terletak pada kondisi eksekusinya yaitu bekerja pada saat pulsa naik. simbol: MOVP
kondisi kerja: S
D
.
Gambar 2.27 Fungsi Transfer MOVP
41
b. Fungsi Manipulasi Bilangan BIN Atau BCD BIN data increament Perintah INC digunakan untuk menambahkan data yang ada pada alamat D dengan nilai satu (D+1), atau disimbolkan dengan (D+1)
simbol:
(D).
kondisi kerja:
INC
D
Gambar 2.28 Fungsi INC BIN data decrement Perintah DEC digunakan untuk mengurangkan data yang ada pada alamat D dengan nilai satu (D-1). (D-1) simbol:
DEC
(D) kondisi kerja:
D
Gambar 2.29 Fungsi DEC BCD Perintah ini digunakan untuk mengubah data dalam bentuk bilangan biner yang berada pada alamat S menjadi dipindahkan ke alamat D. (S)
bilangan BCD kemudian data BCD tersebut (D)
42
simbol:
kondisi kerja:
BCD
S
D
Gambar 2.30 Fungsi BCD
BIN perintah BIN digunakan untuk mengubah data dalam bentuk bilangan BCD yang berada pada alamat S menjadi
bilangan biner kemudian data biner tersebut
dipindahkan ke alamat D. (S)
(D)
simbol: BIN
kondisi kerja: S
D
Gambar 2.31 Fungsi BIN c. Fungsi Pembanding Fungsi comparison atau pembanding digunakan untuk membandingkan data yang ada pada S1 dan S2 sesuai dengan perintah pembanding yang digunakan, misalnya: sama dengan (=), lebih besar sama dengan (>=), lebih kecil sama dengan (<=) dan tidak sama dengan (<>).
43
SIMBOL :
=
S1
S2
>=
S1
S2
<=
S1
S2
<>
S1
S2
Gambar 2.32 Fungsi comparison d. Fungsi Output Pulsa Instruksi ini digunakan untuk menghasilkan output berupa pulsa yang dapat digunakan pada pemrograman. PLS PLS digunakan untuk menghasilkan pulsa pada saat kondisi eksekusi Positive Edge Trigger (kondisi trigger naik)
Simbol:
PLS
kondisi kerja:
D
Gambar 2.33 Fungsi PLS
44
PLF sedangkan PLF digunakan untuk menghasilkan pulsa pada kondisi eksekusi Negative Edge Trigger (kondisi trigger turun).
Simbol:
PLF
kondisi kerja:
D
Gambar 2.34 Fungsi PLF
e. Fungsi Set / Reset Fungsi set digunakan untuk mengaktifkan output (set out) sedangkan fungsi reset digunakan untuk mengaktifkan output (set out) Simbol:
SET
D
RST
D
Gambar 2.35 Fungsi SET /RESET
f. Register – Register Data Dalam pemrograman PLC Mitsubishi MELSEC digunakan operasi – operasi manipulasi data dengan melibatkan memori pada CPU. Untuk membuat
45
suatu program PLC dibutuhkan register – register yang berfungsi menampung data yang akan dimanipulasi oleh program. Register ini adalah register data yang berjumlah 6144 buah mulai dari D 0 sampai dengan D 6143. Selain register data ada register lain yang dapat mempunyai fungsi khusus, yaitu special register. g. Instruksi Bilangan ( K, H ) Pada pemrograman PLC Mitsubishi MELSEC digunakan bilangan – bilangan untuk manipulasi data. Bilangan - bilangan tersebut bisa didefinisikan oleh PLC jika diberi label K untuk bilangan desimal (contoh : K100; artinya memiliki nilai desimal 100) dan label H untuk bilangan heksadesimal (contoh: H0F, artinya heksadesimal 0F). Bilangan desimal yang dapat digunakan adalah K-32768 s/d K32767 untuk instruksi 16 – bit dan K-2147483648 s/d K2147483647 untuk instruksi 32 – bit. Untuk bilangan heksadesimal dimulai dari H0 s/d HFFFF untuk instruksi 16 bit dan H0- HFFFFFFFF untuk instruksi 32-bit.
2.2.13 Parameter Setting Setiap PLC memiliki kapasitas memory yang berbeda - beda antara satu dengan yang lainnya sesuai dengan tipe dari PLC itu. Kapasitas memory (program), jumlah relay, jumlah timer dan jumlah counter yang akan digunakan pada pemrograman diatur melalui Parameter setting. Oleh karena itu sebelum memasukkan program, Parameter setting diatur terlebih dahulu. Hal – hal yang diatur pada parameter setting antara lain: 1. Kapasitas memory
46
- Kapasitas program utama - Kapasitas comment (keterangan) - kapasitas register yang digunakan 2. I/O location Pada I/O location ini dapat diatur lokasi dari I/O module yang akan digunakan seperti yang telah dijelaskan pada subbab 2.2.9.
2.3 Touchscreen Proface GP-PRO/PB II Pada subbab ini akan dijelaskan beberapa hal mengenai Software Touchscreen Proface GP-PRO/PB II.
2.3.1 Memulai GP-PRO/PB III pada Windows penjelasan penggunan software berikut ini dialankan dengan menganggap bahwa komputer telah dalam keadaan hidup dan tampilan desktop telah muncul. klik pada tombol [Start], dan tunjuk ke [Programs] - [Proface] - [ProPB3Win] menu. lalu, klik [1. Project Manager].
47
Gambar 2.36 Membuka Program Proface
(2) Muncul tampilan Project Manager
Gambar 2.37 Project Manager
48
2.3.2 Membuat project baru Saat kita ingin memulai project yang baru, yang harus diperhatikan antara lainkita harus menentukan tipe GP/touchscreen dan tipe PLC nya sesuai dengan aplikasi yang kita akan kerjakan. Data - data yang akan ditampilkan pada touchscreen harus ada didalam program PLC. Tahapan membuat project yang baru antara lain: (1) klik Project Manager’s [Project] menu - [New]
Gambar 2.38 membuat project baru
49
(2) Masukan deskripsi dan pilih tipe GP (tampilan) dan tipe PLC lalu klik ok.
Gambar 2.39 Menginput deskripsi dan tipe PLC
(3) Program GP-PRO/PBIII for Windows akan menanyakan apakah anda ingin memulai editor screen / layar, bila kita klik yes,maka kita bisa mulai membuat project baru.
50
2.3.3 Konfigurasi Penggunaan penggunaan software maupun hardware bisa dilihat dari tabel 2.3
Tabel 2.6 Konfigurasi Penggunaan
Hardware/sofware
spesifikasi
Personal computer
windows
Memory
32MB
Mouse
Windows Compatible
OS
Windows 95/98/NT/2000
keterangan
atau lebih tinggi Host PLC
Mitsubishi MELSEC
Mengunakan Hubungan
AnA Series
link
GP
GP 477RE/GP-2500T
Hubungan antara GP dan
RS 232C
PC
Kabel yang direkomendasikan oleh Digital elektronic Corporation: GPW-CB02
2.3.4 Koneksi PLC-GP Koneksi dari PLC ke Touchscreen GP ada 2 jenis yaitu 1. Hubungan dengan menggunakan modul komunikasi PLC (link connection)
51
2. Hubungan dengan menggunakan CPU PLC (CPU Direct Connection).
2.3.4.1 Diagram Hubungan Kabel Diagram kabel yang digunakan ada beberapa jenis tergantung dari tipe hubungan kabel yang digunakan 2.3.4.1.1. diagram kabel dengan menggunakan RS-232C
Diagram 1:
Gambar 2.40a Dagram Kabel RS-232C type 1 Diagram 2:
Gambar 2.40b Dagram Kabel RS-232C type 2
52
Diagram 3:
Gambar 2.40c Dagram Kabel RS-232C type 3
2.3.4.1.2 diagram kabel dengan menggunakan RS-422 Bila menggunakan adapter GP070-CN10-0
.
Gambar 2.41 Dagram Kabel RS-422 dengan adapter GP070-CN10-0
53
Bila menggunakan adapter GP230-IS11-0
Gambar 2.42 Dagram Kabel RS-422 dengan adapter GP230-IS11-0
Bila membuat Kabel Sendiri Diagram 1:
Gambar 2.43 Dagram 1 Kabel RS-422
54
Diagram 2:
Gambar 2.44 Dagram 2 Kabel RS-422
2.4. Motor Induksi Tiga Phasa Pada umumnya motor listrik merubah besaran energi listrik menjadi energi mekanik yang berupa tenaga putar. Didalam motor DC energi listrik berasal dari dari kumparan armatur dengan melalui sikat dan komutator, oleh karena itu motor DC disebut motor induksi. Berbeda dengan motor AC, kumparan rotor tidak menerima energi listrik langsung, tetapi secara induksi seperti yang terjadi pada kumparana sekunder transformator. Motor induksi tiga phasa ini banyak dipakai pada bidang industri saat ini karena memiliki beberapa keuntungan dan kerugian diantaranya : Keuntungan : •
Sangat sederhana dan memiliki daya tahan kuat ( konstruksi hampir tidak pernah terjadi kerusakan ).
•
Harga relatif lebih murah dan perawatannya sederhana
•
Efisiensi tinggi, pada kondisi berputar normal, tidak dibutuhkan sikat dan karenanya rugi daya yang diakibatkannya dapat dikurangi.
55
•
Tidak memerlukan starting tambahan untuk daya yang rendah / beban rendah dan tidak harus sinkron.
Kerugian : •
Kecepatan tidak bisa berubah tanpa pengorbanan efisiensi, dengan kata lain untuk dapat merubah kecepatan dihubungkan sebuah driver atau inverter.
•
Tidak seperti motor DC atau motor shunt, kecepatannya dapat menurun seiring dengan penambahan beban.
2.4.1 Konstruksi Motor Induksi Tiga Phasa Motor induksi terdiri dari bagian stator dan bagian rotor. Pada bagian stator terdapat beberapa slot / kutub yang merupakan tempat kawat ( konduktor ) dari kumparan tiga phasa yang disebut kumparan stator, masing – masing kumparan mendapat supply arus tiga phasa yang menyebabkan timbulnya fluks magnet putar, karena adanya fluks magnet putar pada kumparan stator, mengakibatkan rotor berputar karena adanya induksi magnet dengan kecepatan putar rotor. Dimana kecepatan rotor pada motor didapat dari rumus
ns
= 120 . f ..........................................................................(2.1) p
ns
= Kecepatan putar motor (rpm)
f
= Frekwensi jala – jala (Hz)
p
= Jumlah kutub
56
Berdasarkan rumus diatas maka kecepatan motor tergantung pada jumlah kutub dan frekwensi yang dipakai dalam jala – jala. Untuk merubah arah putaran motor dapat dilakukan dengan merubah / membalik salah satu phasa yang masuk ke motor. Rotor adalah bagian yang bergerak atau berputar pada motor, Rotor dapat berputar karena adanya induksi magnet dari kumparan stator. Kumparan rotor motor induksi kebanyakan memakai jenis squirrel – cage rotor, karena bentuk kumparannya sederhana dan tahan terhadap goncangan, tanda khusus dari rotor ini adalah ujung – ujung kumparan rotor terhubung singkat secara permanent. Koneksi kumparan stator motor induksi tiga phasa ada 2 cara yaitu dengan menghubungkan secara segitiga ( delta ) dan hubungan bintang ( star ), hubungan ini disesuaikan dengan spesifikasi motor oleh pembuat motor mengenai tegangan motor yang digunakan.
U
V
W
Gambar 2.45 Hubungan Motor Segitiga ( Delta )
57
V
U
W
Gambar 2.46 Hubungan Motor Bintang ( Star )
2.5. Peralatan Pengaman Peralatan pengaman merupakan peralatan yang dimanfaatkan untuk mengamankan suatu sistem rangkaian kontrol, contoh peralatan pengaman diantaranya : -
NFB ( No Fuse Breaker ) / MCB (Miniatur Circuit Breaker)
-
Pengaman Lebur ( Fuse )
-
TOR ( Thermal Overload Relay )
2.5.1 NFB ( No Fuse Breaker ) / MCB (Miniatur Circuit Breaker) Meupakan peralatan penghubung atau pemutus beban yang berfungsi mengamankan rangkaian (system) dari beban lebih atau hubung singkat, sama seperti MCB yang biasa kita kenal pada umumnya.Didalam NFB/ MCB terdapat kumparan yang berfungsi sebagai pengaman bila terjadi hubung singkat dan bimetal bila terjadi beban lebih.
58
Prinsip kerjanya : •
Operasi Thermal
Jika arus yang mengalir pada NFB / MCB melebihi batas nominal yang diijinkan maka bimetal pada NFB / 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 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 NFB / 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.
59
Gambar 2.47 NFB
Gambar 2.48 MCB
2.5.2 Pengaman Lebur ( Fuse ) Pengaman lebur atau sekering adalah alat pengaman rangkaian listrik, mempunyai kawat didalamnya yang akan melebur jkia arus yang melewati
60
melebihi nilai nominalnya. Pengaman lebur biasanya dipasang setelah MCB dengan maksud jika terjadi hubung singkat maka kawat isyarat dari pengaman lebur ini akan putus terlebih dahulu. Pengaman lebur yang sudah jelas putus tidak boleh diperbaiki untuk digunakan lagi kecuali yang memang dirancang untuk dapat diperbaiki. (PUIL 1987 Pasal 630 B20)
Gambar 2.49 Fuse
2.5.3
TOR ( Thermal Overload Relay ) TOR merupakan alat yang digunakan untuk pengamanan terhadap beban
lebih. Pengaman ini bekerja berdasarkan panas akibat arus yang melebihi nominal. Bimetal akan mengubah energi panas tersebut menjadi energi gerak untuk melepas kontak sehingga rangkaian kontrol akan terputus dari sumber
61
tegangannya dan peralatan terhindar dari kerusakan. Untuk mengembalikan ke posisi semula dilakukan dengan menekan tombol reset. Hal ini dapat dilakukan beberapa saat kemudian saat bimetal telah lurus kembali.
Gambar 2.50 TOR
62
BAB III PERANCANGAN SISTEM DAN PROGRAM MESIN
3.1 Mesin Bladder Injection. Dalam rangkaian proses produksi pembuatan ban, khususnya saat proses pemasakan dari green tire / ban yang belum jadi ( masih mentah ) diperlukan adanya bladder. Bladder berfungsi sebagai penahan green tire agar tidak berubah posisi pada saat proses masak. Selain itu Bladder merupakan media penghantar panas dan pendingin ke permukaan dalam green tire yang diperlukan dalam proses memasak ban. Di PT Gajah Tunggal Tbk. Plant D radial terdapat 2 mesin pembuat bladder. Oleh karena itu mesin ini termasuk salah satu mesin vital dalam proses pembuatan ban. Proses pembuatan bladder ini sudah menggunakan sistem automatisasi yaitu dengan menggunakan sistem control PLC.
63
Gambar 3.1 Mesin Bladder Injection
3.1.1 Bagian – bagian mesin Bladder Injection Berikut merupakan Garis besar dari penjelasan Mesin Bladder Injection di PT Gajah Tunggal Tbk., dimana terdiri dari beberapa bagian penting yaitu
3.1.1.1 Closing Unit Closing Unit merupakan bagian yang terbuat dari rangka dengan 4 kolom, dimana didalamnya terdapat movable traverse (tempat untuk memasang mold
64
bawah / cetakan bawah bladder) yang didukung dengan adanya clamping traverse (penahan movable traverse ) dan fixed traverse ( tempat memasang mold atas bladder ), yang bisa bergerak ke atas dan ke bawah. Urutan kerja closing unit antara lain: 1. Closing; yaitu menutupnya mold dimana dalam hal ini fixed traverse bergerak turun.Gerakan fixed traverse dilakukan oleh dua buah silinder yang terpasang diagonal. 2. Clamping Block in; Clamping travers bergerak masuk kebawah fixed traverse. Gerakan ini dilakukan oleh silinder clamping block. 3. Clmping; clamping traverse menahan fixed traverse dengan arah gerakan ke atas. Arah gerakan ini dilakukan oleh clamping hydraulic cylinder yang merupakan bagian dari clamping traverse. Selain bagian diatas, ada bagian lain yang disebut core yang berada di tengah mold bawah, core berfungsi sebagai cetakan dalam dari bladder yang dibuat. Pada proses masak, compon mengisi bagian luar dari core didalam mold.
65
Gambar 3.2 bagian mesin Bladder Injection
3.1.1.2 extruder unit extruder unit merupakan tempat masuknya kompon melalui bagian yang disebut inlet dan masuk ke extruder screw. Gerakan extruder unit dilakukan oleh extruder hydraulic motor.
66
Gambar 3.3 extruder unit
3.1.1.3 Injection Unit Injection unit pada intinya berfungsi untuk menginjeksi kompon setelah memalui extruder unit. Fungsi gerak dari injection unit dilakukan oleh injection silinder yang bagian ujung akhirnya dihubungkan dengan injection piston. Stroke atau jumlah dari injection piston diukur dengan menggunakan encoder. Injection piston mendorong kompon ke dalam injection chamber dan keluar melalui nozzle menuju ke mold.
67
Gambar 3.4 Injection Unit
3.1.1.4 Hydraulic unit Hydraulic unit merupakan sistem hydraulic yang menggerakan sebagian besar bagian dari mesin Bladder injection, bagian yang terdiri dari motor induksi 3 fasa, tangki oli hydraulic, pompa hydraulic serta solenoid valve beserta blok – blok valve hydraulic lainnya yang menggerakan silinder.
68
Gambar 3.5 Motor dan Pompa Hydraulic
Gambar 3.6 Tangki Hydraulic
69
Gambar 3.7 Solenoid Valve
3.1.2 Deskripsi Kerja Mesin Bladder Injection. 3.1.2.1 Urutan Proses Otomatis Pada mesin Bladder Injection Pada saat awal akan menjalankan mesin secara otomatis, mesin ini memiliki kondisi yang harus dipenuhi, diantaranya : a. Mold berada pada kondisi open b. Injection unit berada pada posisi up. c. Pintu berada pada posisi open. d. Kompon / bahan telah terisi penuh sesuai setingan didalam injection unit.
70
Setelah syarat kondisi diatas terpenuhi barulah kita putar selector switch keposisi auto dan tekan tombol pintu close, maka mesin akan beroperasi secara otomatis dengan urutan sebagai berikut : 1. Mold close, fixed traverse bergerak turun. 2. Clamping blok in, clamping masuk ke bagian bawah movable traverse yaitu tempat dimana mold bawah diletakan. 3. Clamping pressure bekerja, menekan atau menahan mold. 4. vacuum bekerja selama 5 detik, untuk meng-kondisikan agar didalam mold keadaanya vacuum. 5. Injection unit bekerja menginjeksi atau mengeluarkan kompon ke dalam mold. 6. setelah kompon terinjeksi habis kedalam mold cure time atau waktu memasak bekerja. Waktu masak ditentukan selama 20 menit. 7. pada menit ke 16 dari cure time, extruder bekerja lagi meng-ekxtrusi kompon dan mengisi injection unit sesuai setingan. 8. setelah cure time habis, proses masak selesai dan unclamping pressure bekerja, melepas penahan mold yang bekerja selama proses masak. 9. clamping blok out, clamping keluar dari bawah mold. Pada proses ini, pressure mold close juga bekerja untuk memberikan ruang lebih agar clamping bisa keluar. 10. mold open besamaan dengan core yang bergerak naik. 11. injection unit bergerak turun.
71
12. core turun, bladder yang sudah jadi terlepas dari core. 13. pintu open. Setelah pintu open, proses masak selesai dan operator mesin dapat mengambil bladder yang sudah jadi. Untuk proses selanjutnya setelah operator memastikan bahwa hasil masak tersebut ok, operator tinggal menekan tombol pintu close, injection unit akan bergerk naik dan proses berlangsung lagi seperti urutan pertama dan begitu seterusnya.
3.1.2.2 Diagram Urutan auto sequence mesin Bladder Injection Program Mesin Bladder Injection menggunakan beberapa sequence sehingga bisa kita buat diagram urutan kerjanya sebagai berikut ini :
72
EMG
Ready
Hidraulic On
Home Pst Entry Compound
Manual PSQ
Auto Door Close
SQ2
Mold Close
SQ3
Clamp Blok in
SQ4
Clamp Press on
SQ5
Vacum on
SQ6
Inject
Inject lift Up
Core Down
Delay
SQ7
Curing
SQ8
Mold Close
SQ9
Unclamp Press On
SQ10
Clamp Block Out
SQ11
Mold Open
SQ12
Inject Lift Down
SQ13
Core Down
Core Up
Door Open
Gambar 3.8 Urutan kerja mesin Bladder Injection
SQ1
73
3.1.2.3 Pengaturan settingan mesin Dalam proses pembuatan bladder, mesin ini tidak hanya membuat satu jenis bladder saja, tetapi ada beberapa jenis, tergantung dari tipe dan jenis ban yang akan diproduksi juga, karena beberapa jenis ban membutuhkan atau menggunakan jenis bladder tertentu dalam proses pembuatanya. Beberapa hal yang di setting dalamm penggantian size bladder yang diproduksi antara lain; 1. jumlah compound 2. pressure clamping 3. waktu kerja dari high speed dan low speed pada saat mold open dan close 4. waktu extruder start atau mulai bekerja Sebagai ilustrasi, diberikan beberapa contoh size blader dan settingannya pada table berikut:
Tabel 3.1 Settingan beberapa Size Bladder
Size bladder Size : B 369
Setting Coumpond 3790 (D20) Clamping 200 bar (D53) Speed K1400 (High Speed) Inject K1200 (Low Speed) Extruder Start 11 menit (D84)
74
Size : B 363
Coumpond 2950 Clamping 230 bar Speed K1700 (High Speed) Inject K1600 (Low Speed) Extruder Start 12 menit (D84)
Saat ini, sebelum modifikasi menggunakan touchscreen, penyettingan dari beberapa hal di atas dilakukan dengan menggunakan laptop atau pc. Perubahan settingan cukup memakan waktu karena jumlah laptop yang ada di departemen engineering terbatas dan digunakan tidak hanya untuk mesin bladder. Selain itu, kita perlu menyiapkan sumber catu daya untuk laptop lalu menghubungkan kabel komunikasi dari PLC ke laptop, ini dirasakan kurang efisien. Oleh karena itu perubahan sistem interface pada sub-bab inilah yang penulis angkat untuk dirubah atau dimodifikasi dalam tugas akhir ini. Sehingga diharapkan nantinya perubahan settingan bisa dilakukan melalui touchscren saja. Tentunya dengan beberapa tambahan peralatan dan program PLC.
3.2 Dasar Penambahan Program PLC Dalam penambahan program PLC perlu diperhatikan beberapa hal penting agar suatu sistem yang dirancang dapat berfungsi dengan baik. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah : a. Mempelajari urutan kerja sistem yang lama. b. Mempelajari prosedur urutan kerja sistem yang baru yang diinginkan.
75
c. Membuat flow chart atau diagram alir dari sistem. d. Membuat diagram ladder. e. Kemudian menulis program ke dalam PLC. Dari hal – hal di atas maka dalam perancangan program PLC digunakan suatu metode untuk mempermudah perancangannya, yaitu: 1. Flow chart (diagram alir) Setelah mempelajari deskripsi kerja mesin yang akan dibuat programnya maka sebaiknya dibuat flow chart atau diagram alir dari mesin tersebut.. Flow chart merupakan urutan kerja mesin yang digambarkan ke dalam bentuk yang sistematis. 2. Diagram ladder Setelah mengetahui parameter – parameter yang akan digunakan pada pemrograman yaitu input dan output yang diperlukan dan juga urutan kerja dari tiap parameter yang digunakan, maka kita dapat membuat diagram ladder. Pembuatan diagram ladder dilakukan menggunakan metode penggambaran simbol - simbol instruksi pemrograman. Simbol instruksi yang digambarkan akan diolah oleh PLC sebagai sistem kontrol. Diagram ladder ini biasanya disebut sebagai program kontrol. 3 Tabel data Mneumonic Setelah diagram ladder dibuat, maka selanjutnya tabel data Mneumonic dapat kita buat. Tabel data Mneumonic merupakan terjemahan dari urutan diagram ladder yang masih berupa simbol – simbol instruksi
76
pemrograman. Data Mneumonic sudah berupa perintah – perintah dengan menggunakan perintah logika, contohnya : Ld, And, Ani dan Or.
Setelah semua rancangan dari program kontrol selesai, maka program tersebut harus dimasukkan ke dalam memori PLC sehingga dapat diproses oleh PLC . Ada dua cara memasukkan program ke PLC, yaitu: 1. Menggunakan konsol. PLC biasanya dilengkapi dengan sebuah konsol untuk memasukkan dan merubah program. Program yang dimasukkan ke PLC melalui konsol biasanya sudah dalam bentuk data Mneumonic. 2. Menggunakan komputer yang memasukkan
dilengkapi dengan software untuk
program PLC. Program yang dimasukkan ke PLC
melalui komputer bisa berupa diagram ladder atau berupa data Mneumonic. Setelah program dimasukkan ke dalam PLC maka PLC siap untuk dioperasikan sebagai pengontrol sistem.
3.3 Desain Sistem kontrol Bladder injection yang Baru Pada dasarnya permasalahan yang terjadi pada sistem control bladder injection yang lama adalah terjadinya ketidak efisienan dalam melakukan perubahan settingan pada mesin. Hal ini menyebabkan perlu dilakukannya corrective action oleh departemen engineering mengingat mesin ini merupakan mesin vital yang tidak boleh stop produksi dalam waktu lama, yang pada akhirnya memutuskan untuk merubah metode perubahan input proses dari yang
77
sebelumnya menggunakan PC menjadi menggunakan touchscreen.. Jadi tidak terdapat perubahan deskripsi kerja, karena tidak ada perubaha proses hanya perubahan peralatan komunikasi dan program PLC saja. Itupunn hanya program yang diperuntukan bagi komunikasi PLC dengn touchscreen, bukan program yang berkaitan dengan proses kerja mesin
I N P U T
CPU
O U T P U T
M
Touchscreen
Gambar 3.9a Ilustrasi blok diagram desain sistem yang baru CPU PLC
Touchscreen
Kabel komunikasiGP430-IP10-0 Gambar 3.9b Ilustrasi wiring diagram desain sistem yang baru
78
3.3.1 Peralatan tambahan yang digunakan Dalam modifikasi sistem control yang baru, peralatan tambahan yang diperlukan antara lain; 1. touchscreen proface tipe GP 477R. 2. kabel komunikasi proface to PLC A2USH produksi Proface tipe GP430IP10-0 3.3.2 Pengalamatan input output PLC Lay out Pengalamatan input output PLC pada mesin blader injection bisa dilihat dibawah ini : X
0
0
0
X
0
1
0
X
0
2
0
Y
0
3
0
Y
0
4
0
to Power S upply Mo dule
CPU Module
to
X2C
to
to
to
to
X
0
F
0
X
0
1
F
X
0
2
F
Y
0
3
F
Y
0
F
in put
in put
output
output
16 poin ts
16 poin ts
16 poin ts
16 poin ts
16 poin ts
Gambar 3.10 Pengalamatan input output PLC
Sedangkan deskripsi input dan out put PLC lebih jelasnya dapat dilihat pada table dibawah ini:
Tabel 3.3 Deskripsi input
Address X00 X01 X02 X03 X04
4
in put
Deskripsi Voltage On Temperatur Hydrolic Level Hydrolic Filter Hydrolic Push Button Moveable Ejector Out
79
X05 X06 X07 X08 X09 X0A X0B X0C X0D X0E X0F X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X18 X19 X1A X1B X1C X1D X1F X20 X21 X22 X23 X24 X25 X26 X27 X28 X29 X2A X2B X2C X2D X2E X2F
Push Button Moveable Ejector In Manual Auto Acces Push Button Extruder Select Ejector Push Button Fixed Ejector In Push Button Fixed Ejector Out Push Button Fixed Inject Stop Push Button Purge Inject Push Button Closing Push Button Opening Push Button Clamping In Push Button Clamping Out Push Button Sliding Platen Out Push Button Sliding Platen In Push Button Inject Down Push Button Inject Lift Push Button Piston Inject Retrac Push Button Front Guard Close Push Button Front Guard Open Push Button Bladder In Flat Push Button Bladder Stop KA22 On 2021 On Select Extruder Hydrolic Pump On Limit Switch Clamping Safety Limit Switch Inject Down Limit Switch Inject Lift Limit Switch Moveable Traverse Ejector In Limit Switch Moveable Traverse Ejector Out Limit Switch Clamping Block Out Limit Switch Clamping Block In Limit Switch Mold Code Limit Switch Sliding Platen Out Limit Switch Sliding Platen Slow Down Limit Switch Sliding Platen In Limit Switch Fixed Ejector Out Limit Switch Fixed Ejector In Emergency Safety Motor
80
Tabel 3.4 Deskripsi output Address Y30 Y31 Y32 Y33 Y34 Y35 Y36 Y37 Y38 Y39 Y3A Y3B Y3C Y3D Y3E Y3F Y40 Y41 Y42 Y43 Y44 Y45 Y46 Y47 Y48 Y49
Deskripsi Regulation Motor Chamber Heating Exhaust Heating Press Close Press Open Unclamping Clamping Clamp Block In Clamp Block Out Counter Extruder Vacuum Platen Out Platen In Pintu Opening Pintu Closing Inject Down Inject Up Inject Lift Retrac Inject Fixed Traverse Eject In Fixed Traverse Eject Out Moveable Ejector In Moveable Ejector Out Blader Inflation
Pada sistem yang baru ini, dalam menganalisa masalah atau trouble shooting pada mesin akan lebih mudah, karena deskripsi input maupun output yang ada pada table 3.3 dan table 3.4 diatas akan muncul pada layer touchscreen sehingga teknisi akan lebih mudah melacak input atau output mana yang bermasalah, dalam hal ini dengan melihat on atau off nya lampu pada layar yang mendeskripsikan bekerjanya input atau output tertentu.
81
3.3.3. Keuntungan Dari Modifikasi Dengan Menggunakan Touchscreen . Beberapa alasan penggunaan touchscreen antara lain 1. Touchscreen pada umumnya lebih mudah digunakan oleh operator, operator bisa lebih berinteraksi dengan mesin seperti membuat beberapa settingan sederhana. 2. Dasar penggunaan touchscreen pada dasarnya adalah untuk dapat mengetahui proses mesin dengan mudah. Operator dapat memantau dan menentukan kondisi mesin yang dapat dilakukan melalui touchscreen pada umumnya adalah: - menampilkan error pada mesin. - menampilkan status mesin. - memonitor proses yang berhubungan dengan angka. 3. Tidak diperlukan Teknisi yang ahli dalam merubah data PLC. 4. Tidak diperlukan software tambahan yang mahal 5. Dalam hal pengubahan data sederhana, cenderung lebih mudah dibanding menggunakan laptop atau portable PC karena jumlah laptop yang terbatas dan tidak perlu kabel atau catu daya tambahan seperti yang diperlukan bila menggunakan laptop. 6. Kekuatan touchscreen lebih kuat dari pada laptop karena berbeda dengan laptop yang lebih diperuntukan untuk ruang kantor, touchscreen memang didesain untuk lingkungan industri. 7. Dalam jangka panjang, sistem ini sangat lebih menguntungkan secara ekonomi. Meskipun pada umumnya harga touchscreen proface termasuk
82
kabel komunikasinya lebih mahal daripada laptop ( ± Rp 15 juta) keuntungan penggunaan touchscreen dari segi biaya / ekonomi bisa dijelaskan sebagai berikut: Pada saat masih menggunakan laptop, waiting time ( waktu yang tidak digunakan untuk proses produksi (waktu ketika mesin stop produksi)), tidak bisa dikendalikan dengan pasti, khususnya saat terjadi penggantian size, dimana harus dilakukan perubahan settingan oleh teknisi dengan menggunakan laptop. Waiting time bisa lebih dari 24 jam lamanya bila penggantian size dilakukan ketika hari libur ( sabtu / minggu ) dimana ketika itu teknisi yang bertanggung jawab menggunakan laptop sedang libur, sehingga perubahan settingan baru dapat dilakukan pada hari senin paginya. Sebagai contoh perhitungan kita ambil sampel waktu, perhatikan tabel dibawah, stop mesin kita anggap terjadi pukul 9.00 hari sabtu tanggal 30 agustus 2008, dan mesin baru berjalan lagi pada pukul 9.00 hari senin tanggal 1 september 2008 berikutnya karena tidak ada teknisi. Tabel 3.2 perhitungan keuntungan secara ekonomi Waktu stop sabtu 30 agustus 2008
Waktu produksi senin 1 september 2008
Total waktu stop
Jumlah bladder yang seharusnya diproduksi
Keuntungan yang seharusnya didapat dengan harga bladder @ Rp 1 juta
9.00 wib
09.00 wib
48 jam = 2880 menit
2880/18 = 160 pcs
Rp 160 juta
Untuk memproduksi 1 buah bladder rata – rata adalah 15 menit (cure time), dan waktu jeda (waiting time) antara produksi pertama dan
83
kedua adalah 3 menit. Bisa kita anggap bahwa untuk memproduksi 1 buah bladder diperlukan total waktu = Cure time + waiting time 15 menit + 3 menit = 18 menit Pada saat 48 jam mesin stop, jumlah bladder yang harusnya bisa diproduksi adalah 160 pcs. Harga rata – rata tiap size bladder adalah Rp 1 juta, sehingga keuntungan yang seharusnya didapat dari produksi selama 48 jam itu adalah Rp 160 juta, tetapi karena mesin tidak berproduksi maka hasil yang didapat selama waktu tersebut adalah Rp 0.Dengan menggunakan touchscreen, operator membutuhkan waktu tidak lebih dari 10 menit untuk merubah settingan pada saat penggantian size bladder. Sehingga dengan menggunakan touchscreen, waktu tunggu hanya sekitar 10 menit dan total waktu dari waktu yang sama pada tabel (48 jam) menjadi 2880 menit – 10 menit = 2870 menit, dan dalam waktu 2870 menit bisa dihasilkan 2870 menit / 18 menit = 159 blader. Dengan memproduksi sebanyak 159 bladder maka keuntungan yang didapat adalah Rp. 159 juta. Dari hasil perhitungan diatas bisa kita lihat bahwa meskipun harga touchscreen cenderung lebih mahal, tetapi dengan keandalan dan keuntungan yang didapat jelas sekali bahwa sistem ini secara ekonomi dan dalam jangka panjang sangat lebih menguntungkan.
84
3.4 Parameter – Parameter Setting yang ditampilkan melalui touchscreen sistem baru Tampilan monitor touchscreen nantinya tidak hanya menampilkan deskripsi input /output saja tetapi juga tampilan parameter temperature (gambar 3.11), pressure (gambar 3.12), jarak inject / stroke inject (settingan jumlah volume compound) (gambar 3.13), serta parameter Time (gambar 3.13). Parameter – parameter tersebut ditampilkan di monitor karena semua parameter itulah yang selalu disetting dalam setiap penggantian size bladder yang diproduksi. Lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 3.11 Tampilan monitor setting parameter Temperature
85
Gambar 3.12 Tampilan monitor setting parameter Pressure
Gambar 3.13 Tampilan monitor setting parameter stroke inject
86
Gambar 3.14 Tampilan monitor setting parameter Time
3.5 Informasi yang ditampilkan monitor sistem yang baru Untuk memudahkan operator mesin dan juga teknisi, maka touchscreen sistem baru menampilkan beberapa informasi kondisi mesin, diantaranya adalah : tampilan general monitor (gambar 3.15), tampilan counter (gambar 3.16), tampilan deskripsi input (gambar 3.17), dan tampilan deskripsi output (gambar 3.17). lebih jelasnya dapat kita lihat pada gambar – gambar dibawah ini:
87
Gambar 3.15 Tampilan general monitor
Gambar 3.16 Tampilan counter
88
Gambar 3.17 Tampilan deskripsi input
Gambar 3.18 Tampilan deskripsi output
89
3.6 Cara Kerja Hubungan Touchscreen terhadap PLC Dalam menerangkan cara kerja hubungan touchscreen dengan PLC dari hasil modifikasi, penulis menggunakan satu tampilan monitor touchscreen sebagai perwakilannya. Tampilan yang akan diambil sebagai contoh dalam menganalisa adalah tampilan monitor edit seperti dibawah ini:
Gambar 3.19 Tampilan Screen Monitor Edit pada Touchscreen
Dapat dilihat pada gambar diatas, pada kotak biru itulah terdapat data yang bisa dirubah. Angka pada kotak biru hanya mengindikasikan jumlah digit angka yang bisa kita masukan. Tampilan diatas merupakan tampilan asli yang kita lihat di monitor touchscreen, sedangkan jika kita hendak menganalisa bagaimana proses data bisa masuk kedalam program PLC, kita harus membuka screen
90
monitor edit tersebut melalui software GP-Pro. Tampilannya akan terlihat seperti dibawah ini:
Gambar 3.20 Tampilan Screen Monitor Edit pada software GP-Pro
Bisa dilihat bahwa kotak biru sekarang tergantikan dengan alamat yang dimulai dengan huruf D.
3.6.1
Cara Kerja Hubungan Tampilan dan tombol Setting Inject Compound Hal pertama yang kita tinjau adalah mengenai settingan inject. Di gambar
kita bisa lihat volume compound bertuliskan D0162 dan D0020. alamat tersebut merupakan alamat yang ada didalam program PLC, artinya adalah pada tampilan
91
alamat tersebut bila kita tekan akan terhubung dengan alamat yang ada pada PLC. D0162 merupakan settingan jumlah kompond yang digunakan dalam proses mesin, kita bisa merubahnya sesuai spesifikasi produk yang akan diproduksi. D0020 adalah nilai aktual dari volume compoun yang ada pada bagian inject mesin. Tampilan D0020 hanya berfungsi sebagai pemantau jumlah compound bukan sebagai settingan. Agar alamat ini bisa terhubung dengan PLC, pada program PLC kita juga harus mengunakan alamat yang sama. Kedua Alamat ini bisa kita lihat programnya pada PLC sebagai berikut:
Gambar 3.21 Program setting volume pada PLC
92
3.6.2
Cara Kerja Hubungan Tampilan dan Tombol Setting Pressure Analisa untuk settingan Pressure juga bisa kita lihat pada gambar 3.12,
pada gambar tersebut terdapat alamat D00158 dan D0053. D00158 merupakan alamat settingan pressure yang bisa kita rubah-rubah sedangkan D0053 merupakan alamat tampilan pressure secara aktual pada bagian inject mesin. Pada program PLC kita juga harus menggunakan alamat yang sama seperti terlihat pada gambar program berikut ini:
Gambar 3.22 Program setting pressure pada PLC
93
3.6.3
Cara Kerja Hubungan Tampilan dan Tombol Time Cure Pada gambar 3.11 dan gambar 3.12 bisa dilihat bahwa terdapat dua
setingan waktu yaitu waktu masak ( cure time ) dan waktu extruder bekerja ( extruder start ). Pada bagian cure time terdapat dua alamat setingan dan dua alamat penunjukan aktual. Alamat pertama dari alamat setingan ( D0174 ) maupun penunjukan aktual ( D0083 ) merupakan alamt dalam satuan menit, sedangkan alamat kedua dari alamat settingan ( D0170 ) maupaun penunjukan aktual ( D0080 ) menunjukan satuan detik. Program PLC juga harus menggunakan alamat yang sama seperti tampak pada gambar dibawah ini:
94
Gambar 3.23 Program setting curetime pada PLC
Pada bagian extruder start juga menunjukan hal yang sama seperti pada bagian cure time, hanya alamatnya saja yang berbeda,yaitu alamat settingan menit( D0182 ),alamat settingan detik( D0178 ),alamat aktual menit ( D0084 ) dan alamat aktual detik ( D0081 ). Program PLC untuk extruder start juga harus menggunakan alamat yang sama seperti gambar dibawah ini:
95
Gambar 3.24 Program setting time extruder start pada PLC
3.6.4
Cara Kerja Hubungan Tampilan dan Tombol Temperature Masih berdasarkan gambar 3.11 dan gambar 3.12 bisa kita lihat alamat
dari setting temperature inject adalah D154 dan temperature extruder adalah D150. sedangkan penunjukan aktualnya untuk temperatur inject adalah D0051 dan penunjukan aktual temperature extruder ada pada alamat D0050. Pada program PLC kita juga harus menggunakan alamat yang sama seperti terlihat pada gambar program berikut ini:
96
Gambar 3.25 Program setting temperature pada PLC
97
BAB IV PENGUJIAN SISTEM
4.1
Uji Unjuk Kerja Touchscreen Proface GP477 Pengujian unjuk kerja sistem mesin Bladder injection yang baru adalah
pengujian untuk membuktikan apakah perubahan settingan yang dilakukan melalui touchscreen bisa mengakses program PLC dengan tepat atau tidak, sehingga proses mesin tetap baik dan tidak merubah hasil produksi yang telah baik. Adapun langkah – langkah dari pengujian ini dapat dijelaskan sebagai berikut: Sebelum touchscreen dihubungkan ke PLC terlebih dulu kita ambil program PLC dengan menggunakan laptop untuk mengetahui program awal sebelum dirubah melalui touchscreen, setelah itu kita simpan sebagai acuan awal. Tahap berikutnya adalah merubah settingan PLC melalui touchscreen. Dan yang terakhir adalah mengambil program yang telah dirubah dengan menggunakan laptop dan membandingkan program terakhir itu dengan program awal yang telah disimpan lebih dulu. Dari hasil inilah bisa kita lihat apakah program benar-benar berubah setelah kita melakukan perubahan melalui touchscreen. Pada pengujian ini, kita akan merubah data awal sebagai berikut: Pressure Clamping
: 0 bar (D158)
Temperature Inject
: 0 (D0154)
Time Extruder Start
: 0 menit (D182)
Time Cure
: 0 menit ( D174 )
98
Tahap pertama yang dilakukan dalam proses pengujian adalah mengambil program melalui notebook, langkah – langkahnya adalah sebagai berikut : 1. buka program GX Developer pada laptop. 2. pada menu online, klik menu read from PLC.
Gambar 4.1 Menu online pada program GX Developer 3. Pilih tipe PLC yang digunakan yaitu ACPU.
Gambar 4.2Menu online pada program GX Developer
99
4. Pada window connection setup yang muncul, langsung saja kita klik OK kecuali kita ingin melakukan setup secara manual.
Gambar 4.3 Menu conection setup pada program GX Developer
5. berikan tanda check ( √ ) pada apa yang ingin kita baca. Lalu klik OK.
Gambar 4.4 Menu read PLC pada program GX Developer
100
6. simpan program yang telah dibaca pada menu file dan klik save as.
Gambar 4.5 Menu simpan pada program GX Developer
7. kita lihat pada program yang pertama disimpan untuk alamat pressure clamping (D0158), Time cure (D0174), Time extruder Start (D0182) dan Temperature Inject( D0154). Bisa kita lihat bahwa semua nilai pada alamat tersebut masih berisikan nilai 0. Seperti tampak pada gambar diagram ladder dibawah ini.
101
Gambar 4.6 Program D0154 dan D0158 pada program GX Developer
102
Gambar 4.7 Program D0174 pada program GX Developer
103
Gambar 4.8 Program D0182 pada program GX Developer
Tahap berikutnya adalah merubah settingan sesuai yang kita inginkan yaitu: Pressure Clamping : 200 bar (D158) Temperature Inject : 170 (D0154) Time Extruder Start : 11 menit (D182) Time Cure 20 menit : 20 menit ( D174 )
104
Pada screen monitor edit tekan pada kotak bertuliskan “pressure” kemudian tekan pada nilai yang ingin kita rubah, setelah kita tekan maka akan muncul number key-pad lalu masukan nilai 200 kemudian tekan enter.
Gambar 4.9 screen monitor edit pada touchscreen
105
Gambar 4.10 Screen pressure edit pada touchscreen
. Untuk merubah settingan temperatur inject, tekan kotak temperatur kemudian seperti halnya merubah setingan sebelumnya, tekan nilai yang akan kita rubah dan masukan nilai 170 lalu tekan enter. Seperti tampak pada gambar 4.11
106
Gambar 4.11 Screen Temperatue edit pada touchscreen
Setingan terakhir adalah merubah Time Extruder Start 11 menit (D182) dan Time Cure 20 menit ( D174 ) tekan kotak time pada screen monitor edit, kemudian tekan pada nilai yang kita akan rubah dan masukan nilai 11 untuk time extruder start dan nilai 20 untuk time cure.
107
Gambar 4.12 Screen Time edit pada touchscreen
Tahap
terakhir
untuk
membuktikan
apakah
perubahan
dengan
menggunakan touchscreen diatas benar –benar dapat merubah nilai pada program PLC adalah dengan mengambil program PLC menggunakan laptop lagi dan membandingkannya dengan program awal. Langkah pengambilan program sama dengan yang telah dijelaskan diawal bab. Bisa dilihat bahwa program yang diambil terakhir berbeda dengan program awal, dimana pada alamat D158, D154, D174, dan D182 nilainya telah berubah
sesuai
dengan
perubahan
yang
telah
touchscreen.seperti tampak pada gambar ladder dibawah ini
dilakukan
melalui
108
Gambar 4.13 Program D0154 dan D0158 pada program GX Developer
109
Gambar 4.14 Program D0174 pada program GX Developer
110
Gambar 4.15 Program D0182 pada program GX Developer
Dari langkah-langkah di atas maka kita telah bisa membuktikan bahwa perubahan yang dilakukan melalui touchscreen telah berhasil dan sesuai dengan yang penulis inginkan bahwa touchscreen ini bisa menggantikan fungsi laptop untuk melakukan perubahan settingan. Keberhasilan pengantian notebook / laptop dengan menggunakan touchscreen tetap menghasilkan produk bladder yang baik dan sesuai dengan spesifikasi karena paramater yang dimasukan sama dan tidak merubah proses apapun.
111
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan Dari uraian yang telah disajikan pada bab I sampai bab IV di atas penulis
bisa menarik kesimpulan sebagai berikut: 1.
Sistem komunikasi manusia terhadap mesin ( Human Machine Interface ) yang lama yaitu dengan menggunakan laptop atau portable PC terhadap CPU PLC mesin Blader injection bisa digantikan dengan cara menggunakan Touchscreen Pro Face GP477R-RG11.
2.
Perancangan kontrol untuk Sistem komunikasi dengan memanfaatkan Touchscreen pro face GP477R-RG11 memerlukan langkah-langkah yang terperinci dan terstruktur agar lebih memudahkan dalam pemahaman, pemasangan dan perawatan.
3.
Cara kerja operator mesin akan lebih mudah karena pro face GP477RRG11 lebih banyak memiliki kemudahan dan keunggulan dibandingkan menggunakan laptop atau portable PC series dalam hal penggantian size, monitoring dan perawatan.
4.
Teknisi yang melakukan trouble shooting terhadap mesin juga mendapatkan kemudahan dalam melacak input output yang tidak bekerja tanpa perlu membawa laptop / portable PC ke mesin.
112
5.2
Saran
1.
Untuk mendapatkan hasil modifikasi yang baik, maka touchscreen harus ditempatkan pada tempat kering, hal ini dikarenakan touchscreen ini berisikan rangkaian elektronika. Kondisi kering ini untuk menjaga agar tidak terjadi pengembunan (lembab) pada rangkaian elektronika yang memungkinkan terjadinya short circuit antar komponen.
2.
pemberian pelindung layar sangat diperlukan bila resiko terjadinya benturan sangat besar. Pelindung layar bisa berupa kaca mika yang bisa dibuka dengan mudah.
3.
Bila diperlukan dilakukan perawatan yang berkala pada touchscreen, yaitu dengan menjaga kebersihan layarnya. Debu yang tidak dibersihkan dan mengeras bisa mengurangi kenyamanan dalam memonitor proses.
DAFTAR PUSTAKA
Bryan L.A., and Bryan E.A.1997. ebook -PLC Programmable Logic Controllers theory and implementation 2nd ed. Industrial Text Company : Atlanta.
Eko Putra, Agfianto. 2004. PLC: Konsep, Pemrograman dan Aplikasi (Omron CPM1A/CPM2A dan ZEN Programmable Relay).
Jack, Hugh. 2007. Automating Manufacturing Systems with PLCs. Version 5.0. GNU Free Documentation License : Boston.
Mitsubishi Electric. Mitsubishi Programmable Controller MELSEC – A : User Manual type A1S / A1SC24-R2 / A2SCPU (S1). Mitsubishi.
Mitsubishi Electric. Mitsubishi Programmable Controller MELSEC – A : Programming Manual type ACPU (Fundamentals). Mitsubishi.
Mitsubishi Electric. Mitsubishi Programmable Controller MELSEC – A : Positioning Module Section 1 – 2 (User’s Manual). Mitsubishi.
113
LAMPIRAN 1. MONITOR
2. MOLD CODE
114
3. STROKE PRESS
4. STROKE INJECT
115
5. PRESSURE
6. TEMPERATURE
116
7. TIME
8. PRODUCTION DATA
117
9. SPEED PRESS
10. INITIAL STROKE
118
24. DETAIL MONITOR
25. MODE
119
26. STROKE INJECT EDIT
31. COUNTER
120
32. MONITOR EDIT
33. MOLD CODE EDIT
121
34. STROKE PRESS EDIT
35. STROKE INJECT EDIT
122
36. PRESSURE EDIT
37. TEMPERATURE EDIT
123
38. TIME EDIT
39. DETAIL MONITOR EDIT
124
40. COUNTER RESET
125
