RANCANG BANGUN PEMBUAT MAKANAN OTOMATIS BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TOSHIBA PROSEC T1-MDR16SS
Tugas Akhir Diajukan sebagai syarat untuk menyelesaikan studi tingkat sarjana di Program Studi Fisika Institut Teknologi Bandung
Oleh : Nama : Yanuar Syapaat NIM : 10203034
PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
RANCANG BANGUN PEMBUAT MAKANAN OTOMATIS BERBASIS PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER) TOSHIBA PROSEC T1-MDR16SS
Tugas Akhir Diajukan sebagai syarat untuk menyelesaikan studi tingkat sarjana di Program Studi Fisika Institut Teknologi Bandung
Oleh : Nama : Yanuar Syapaat NIM : 10203034
Telah diperiksa dan disahkan Pembimbing Tugas Akhir
Dr. Eng. Khairurrijal, M.Si NIP:131967089
PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
Abstrak Rancang Bangun Pembuat Makanan Otomatis Berbasis PLC (Programmable Logic Controller) Toshiba T1-MDR16SS
Oleh : Yanuar Syapaat NIM : 10203034
Telah dirancang alat pembuat makanan otomatis dengan menggunakan PLC (Programmable Logic Controller) Toshiba T1-MDR16SS sebagai alat kontrol. PLC ini diprogram menggunakan bahasa pemrograman diagram tangga berbasis logika (Ladder Diagram Logic). Alat ini dibangun dengan tujuan agar makanan dapat dibuat secara otomatis, mulai dari distribusi adonan sampai menjadi makanan jadi. Alat ini menggunakan beberapa perangkat keras seperti mobil distribusi adonan, sensor infrared-photodiode, pompa air yang dihubungkan dengan saklar dan kompor listrik untuk pembakaran.
Kata Kunci : PLC, Diagram Tangga, Sensor, Motor, Tangki
i
Abstract Construction of Automatic Food Producer Based On PLC (Programmable Logic Controller) Toshiba T1-MDR16SS
By : Yanuar Syapaat NIM : 10203034
An automatic food producer using PLC (Programmable Logic Controller) Toshiba T1-MDR16SS as controller has been designed.
The PLC was
programmed using Ladder Diagram Logic. The purpose of creating this device is to automatically create food, from batter distribution into a finish product. This device uses several hardware such as batter distribution car, infraredphotodiode sensor, switch connected water pump and electric stove for burning.
Key word: PLC, Ladder Diagram, Sensor,Motor, Tank.
ii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah wa syukurillah, segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan kekuatan-Nya. Shalawat dan salam semoga senantiasa tercurah kepada panutan seluruh umat-Nya, Nabi Muhammad SAW.
Penulis akhirnya dapat menyelesaikan tugas akhir yang
berjudul ”Rancang Bangun Pembuat Makanan Otomatis Berbasis PLC (Programmable Logic Controller) Toshiba Prosec T1-MDR16SS”, sebagai persyaratan kelulusan tingkat sarjana pada Program Studi Fisika Institut teknologi Bandung. Pada tugas akhir ini, penulis membuat otomatisasi dengan menggunakan PLC sebagai alat kontrol, pada pembuatan makanan tradisional, yang selama ini dikerjakan secara konvensional. Tugas akhir ini diharapkan menjadi salah satu rujukan bagi mereka yang ingin belajar PLC . Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk perbaikan di masa yang akan datang. Akhir kata penulis berharap agar tugas akhir ini bermanfaat, khususnya bagi penulis maupun pihak-pihak yang berkepentingan.
Bandung, September 2007
Penulis
iii
UCAPAN TERIMA KASIH
Selesainya tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada : 1. Yang paling berpengaruh dalam hidup penulis, Ibunda Tatty Wastiah tercinta, atas semua cinta yang dicurahkan dan senantiasa memberi yang terbaik untuk penulis mulai dari dalam kandungan sampai sekarang dan masa yang akan datang. ”Bu, punten mong teu acan tiasa nyugemakeun Ibu..!!”. 2. Bapak Dr. Eng. Khairurrijal, selaku dosen pembimbing atas segala tauladan, bimbingan, kebaikan dan kesabaran telah memberi contoh yang baik untuk menjadi seorang pemimpin dan ayah bagi penulis. 3. DR .rer .nat Bobby Eka Gunara dan Dr. Euis Sustini. MS atas kesediannya menjadi dosen penguji dan memberi masukkan pada tugas akhir penulis. 4. Bapak Suprijadi, Bapak Sukirno, Bapak Mitra beserta Seluruh staf pengajar Program Studi Fisika atas segala ilmu yang diberikan. 5. Kakanda Irwan Kurniawan dan Teh Erni yang telah dikaruniai putri cantiknya, Azka Hadaina Mazida Izzatul Kurniawan, atas segala supprot baik ilmu, contoh prilaku dan segalanya untuk selalu menjadikan penulis lebih baik dan Kakanda Hilman yang harus selalu ingat kepada kedua harta yang sebenarnya dan paling berharga, Sandra dan Sarah. 6. Teman seperjuangan di lab Elkahfi, Suryadi ”PIC” atas diskusi dan transfer ilmunya, Heri ”Telemetri” yang terus ngoprek HP, dan Nur ”Keypad” yang sering penulis ganggu ”hehe..maaf ya nur..!!”
iv
7. Teman-teman se-”kosan” selama tugas akhir, Harri ”Mobot” dengan ide-ide briliannya, aah ”boksel” sang kaisar elka, Sandi ”otong” bos DSP , opik ”nurdaiman”, zam-zam ”the movie”, zaky ”si bima”, atep ”cutz”, Arsali Jr. 8. Wanita-wanita Elka Anissa Ramaniya, yang nasibnya mirip-mirip mulai dari IP sampai kelulusan ”Cuy...cuy...”, geng RRO (Rani, Ria, Omeng), dan Ichee. Adik-adik 2004 Tiin ”Entin” Sinatra atas seluruh bantuannya dan Rini Latifah. 9. Senior-senior elka, kang Asep yang telah menjadi contoh yang baik untuk menjadi senior, kang incan atas diskusi PLC Toshibanya, Kakang Jojo atas bantuan belanja ke si tanteu, marsahandy, arief, gun-gun, pa dedi, mas yatno. 10. Teman-teman HIMAFI seperjuangan, bos Izul yang melanjutkan kariernya jadi presiden KM, Dani, Martin ”Enyenk”, Luan ”Buluk”, Dian ”Bungkay”. 11. Pa Ohin yang selalu berjiwa muda, Pa Yeye atas layanan di loker TU-nya, Pa Dede rekan kepanitiaan, Bu Ratna yang tak pernah lupa mengingatkan adanya honor buat penulis dan seluruh karyawan di Program Studi Fisika. 12. Kubsel_124 Umis, Choldun, Kemal, Wandi, Budi, Tino, Adi, dan Bibi. 13. Teman-teman bisnis, Dido SBM, Budi dan Teh Ratih, Doni sang mentor, dan konsumen-konsuem yang pernah penulis layani. 14. Komputer, yang menemani penulis dari tingkat satu. Sepeda yang menemani penulis dari kosan sampai ke karapitan, dan kedua handphone yang selalu setia mulai dari bangun tidur sampai tidur lagi. 15. Kepada seluruh pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu.
v
DAFTAR ISI
Abstrak ..................................................................................................................... i Abstract ................................................................................................................... ii KATA PENGANTAR ........................................................................................... iii UCAPAN TERIMA KASIH.................................................................................. iv DAFTAR ISI.......................................................................................................... vi Daftar Gambar......................................................................................................... x BAB 1. Pendahuluan ............................................................................................ 1 1.1
Latar Belakang dan Rumusan Masalah................................................... 1
1.1.1 Latar Belakang .....................................................................................................1 1.1.2 Rumusan Masalah ...............................................................................................3 1.2
Tujuan Penulisan..................................................................................... 4
1.3
Metode dan Teknik Pengumpulan Data.................................................. 4
1.3.1 Metode ....................................................................................................................4 1.3.2 Teknik Pengumpulan Data................................................................................4 1.4
Sistematika Penulisan ............................................................................. 4
BAB 2. Sistem Kontrol Proses Berbasis PLC...................................................... 6 2.1
Teori Sistem Kontrol Proses ................................................................... 6
2.1.1 Definisi kontrol ....................................................................................................6 2.1.2 Parameter sistem kontrol ...................................................................................7
vi
2.1.3 Plant .........................................................................................................................7 2.1.4 Controller ...............................................................................................................7 2.2
Sistem Kontrol Opeen-Loop ................................................................... 8
2.3
Sistem Kontrol Closed-Loop................................................................... 9
BAB 3. PLC Toshiba Prosec T1-MDR16SS ..................................................... 10 3.1
Fitur PLC Prosec T1-MDR16SS........................................................... 10
3.1.1 Output ...................................................................................................................12 3.1.1.1
Solid State Output4).................................................................. 12
3.1.1.2
Relay Output4) .......................................................................... 13
3.1.1.3
Sinking dan Sourcing6)............................................................. 14
3.1.2 Input4) ...................................................................................................................14 3.1.3 Komunikasi7) .....................................................................................................15 3.1.3.1
Komunikasi serial RS232.......................................................... 17
3.1.3.2
Komunikasi serial RS485.......................................................... 18
3.1.3.3
Komunikasi PLC T1 16SS dengan modul I/O.......................... 19
3.1.4 Indikator4) ...........................................................................................................19 3.2
Pemrograman PLC Prosec T1-MDR16SS ............................................ 20
3.2.1 Perangkat lunak T-PDS328) ...........................................................................20 3.2.2 Cara kerja PLC9) ...............................................................................................21 3.2.3 Pemrograman diagram tangga3) ...................................................................23 BAB 4. Rancang Bangun Sistem Kontrol .......................................................... 27 4.1
Perancangan Umum .............................................................................. 27
vii
4.2
Rancang Bangun Perangkat Keras ........................................................ 28
4.2.1 Input Sistem ........................................................................................................28 4.2.1.1
Sensor........................................................................................ 28
4.2.1.2
Switch tombol ........................................................................... 29
4.2.2 Output Sistem .....................................................................................................30 4.2.2.1
Tangki ....................................................................................... 30
4.2.2.2
Pompa........................................................................................ 30
4.2.2.3
Mobil penggerak ....................................................................... 30
4.1.2.3.1 Motor DC .............................................................................. 31 4.1.2.3.2 Driver motor.......................................................................... 31 4.2.2.4 4.3
Pemanas .................................................................................... 32
Rancang Bangun Perangkat Lunak Diagram Tangga ........................... 33
4.3.1 Diagram alir.........................................................................................................33 4.3.2 Pengalamatan ......................................................................................................35 4.3.2.1
Pengalamatan input ................................................................... 35
4.3.2.2
Pengalamatan output ................................................................. 36
4.3.3 Program ................................................................................................................37 4.3.3.1
Tombol start stop .................................................................. 37
4.3.3.2
Syarat kondisi........................................................................ 38
4.3.3.3
Timer ..................................................................................... 39
BAB 5. Data dan Analisis .................................................................................. 40 5.1
Distribusi Adonan ................................................................................. 40
5.2
Pembakaran ........................................................................................... 40
viii
5.3
Mobil ..................................................................................................... 42
BAB 6. Kesimpulan dan Saran........................................................................... 43 6.1
Kesimpulan ........................................................................................... 43
6.2
Saran...................................................................................................... 43
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 44 Lampiran 1 Foto Alat ............................................................................................ 46 Lampiran 2 Makalah ............................................................................................. 51 Lampiran 3 Publikasi ............................................................................................ 55
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2-1 Diagram Blok Sistem Kontrol Open Loop. .............................................. 8 Gambar 2-2 Diagram Blok Sistem Kontrol Close Loop ............................................... 9 Gambar 3-1 Silsilah Keluarga PLC T1 16SS.............................................................. 10 Gambar 3-2 Bagian-bagian PLC T1-MDR16SS......................................................... 11 Gambar 3-3 Sirkuit Internal Modul Output Transistor ............................................... 13 Gambar 3-4 Sirkuit Internal Modul Output Relay ...................................................... 13 Gambar 3-5 Sourcing-Sinking pada Sensor/Aktuator dengan Modul I/O PLC .......... 14 Gambar 3-6 Konfigurasi Sistem dengan T1-16S ........................................................ 15 Gambar 3-7 Komunikasi T1 16SS dengan PLC lain .................................................. 16 Gambar 3-8 Konverter CU111 untuk komuniaski T1 16SS dengan PLC lainnya ..... 16 Gambar 3-9 Kabel Komunikasi RS232 ...................................................................... 18 Gambar 3-10 Lampu Indikator Mode PLC................................................................. 19 Gambar 3-11 Tampilan Program Aplikasi T-PDS32.................................................. 20 Gambar 3-12 Tahapan Kerja PLC............................................................................... 22 Gambar 3-13 contoh Simbol pada Bahasa Pemrograman Diagram Tangga............... 23 Gambar 3-14 Perintah OR........................................................................................... 24 Gambar 3-15 Perintah AND ....................................................................................... 25 Gambar 3-16 Perintah NOT ........................................................................................ 25 Gambar 3-17 Perintah XOR........................................................................................ 26 Gambar 4-1 Perancangan umum sistem kontrol plant ................................................ 27 Gambar 4-2 Schematic rangkaian Sensor inframerah-photodiode ............................. 29
x
Gambar 4-3 Rocker Switch ......................................................................................... 30 Gambar 4-4 Motor DC ................................................................................................ 31 Gambar 4-5 Prinsip Kerja Motor DC.......................................................................... 31 Gambar 4-6 Driver Motor L293.................................................................................. 32 Gambar 4-7 Rangkaian dalam Driver Motor L293..................................................... 32 Gambar 4-8 Diagram Alir Sistem Kontrol Plant ........................................................ 34 Gambar 4-9 Pengalamatan Input Sistem..................................................................... 36 Gambar 4-10 Pengalamat Output Sistem.................................................................... 37 Gambar 4-11 Program Start Stop Sistem .................................................................... 37 Gambar 4-12 Program Syarat Kondisi Sistem ............................................................ 38 Gambar 4-13 Program Timer Sistem .......................................................................... 39
xi
