RANCANG BANGUN SIMULASI BRANKAS BERBASIS PLC FESTO
LAPORAN PROYEK AKHIR
disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan
Pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Elektronika
Disusun oleh : Amri Salman Rizal 091311001
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
ABSTRAK
Proyek akhir yang direalisasikan adalah sebuah simulasi brankas dari
software EasyVeep dengan pengendali berupa Programmable Logic Controller
(PLC) yaitu PLC FESTO FEC FC34. Brankas ini menggunakan password untuk
mengaktifkan kunci pintu. Kode atau password dimasukkan dengan menggunakan
keypad. Perangkat penampil yang digunakan adalah Liquid Crystal Display (LCD) saat keypad ditekan, maka pada layar akan tampil angka dari tombol yang ditekan, kemudian berubah menjadi bintang (*) setelah beberapa saat. Ketika
sistem baru pertama kali dioperasikan, kunci dapat dibuka tanpa menggunakan
password. Kemudian untuk membuat password baru dapat dilakukan saat pintu terbuka. Bahasa pemrograman PLC yang digunakan adalah Statement List, dengan bahasa ini jumlah digit angka yang dapat dijadikan password yaitu sebanyak maksimum 9 digit.
Kata kunci : PLC FESTO tipe FEC FC34, statement list, brankas, password
i
ABSTRACT
This final project that have been made is a safe simulation from
EasyVeep which iscontrolled by Programmable Logic Controller (PLC) PLC
FESTO FEC FC34. This safe uses password to activate the lock door. Code or password is entered by using keypad. The display device that the system use is
Liquid Crystal Display (LCD), if the keypad is pressed, then the LCD screen will the number from the pressed button and then it will change to asterisk show
symbol (*) after a few moment. When the first time system operated, the lock can
be opened without using password. Then, to set a new password can be done when the door opened. The PLC programming language used is Statement List; by using this language the digit number that can be used as a password are 9 digits at maximum. Keyword: FESTO FEC FC34 series, statement list, safe, password
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur selalu dipanjatkan kepada Allah SWT yang telah
memberikan kesempatan, kemampuan kepada penulis sehingga penulis dapat
menyelesaikan laporan proyek akhir yang berjudul “RANCANG BANGUN SIMULASI BRANKAS BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL (PLC) FESTO”.
Laporan proyek akhir ini bertujuan untuk memberikan penjelasan lebih
mengenai proyek akhir yang dibangun, dan untuk menyampaikan detil-detil hasil
pengujian pada sistem yang dibangun. Penulis sangat menyadari bahwa dalam penyusunan laporan dan pelaksanaan proyek akhir ini mendapat banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Kedua orang tua dan adik tercinta yang telah memberikan dukungan, do’a, dan restunya dalam pelaksanaan proyek akhir ini. 2. Bapak Ir. Edi Rakhman, M.Eng. selaku pembimbing I yang telah memberikan pengarahan dan masukan dalam penyelesaian proyek akhir ini. 3. Ibu Cucun Wida N., ST., M.Eng. selaku pembimbing II yang telah memberikan pengarahan dan masukan dan penyelesaian proyek akhir ini. 4. Ibu Ervin Masita Dewi, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. 5. Bapak Ir. Hari Purnama, M.Eng. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung. 6. Ibu Cucun Wida N., ST., M.Eng. dan Bapak Dodi Budiman M. selaku wali kelas EC09 A yang selalu memberikan dukungan dan nasihatnya selama masa pendidikan di Politeknik Negeri Bandung.
iii
7. Seluruh staf pengajar di Program Studi Teknik Elektronika dan Mata
8. Seluruh
staf
teknisi
laboratorium
Teknik
Elektronika
atas
dukungannya selama penulis mengerjakan proyek akhir. 9. Bapak Agus sebagai pemilik rumah kos yang bersedia menampung penulis dan proyek akhir yang dikerjakan.
10. Seluruh rekan-rekan Teknik Elektronika 2009, khususnya kelas EC-3A
atas dukungan dan bantuannya dalam pelaksanaan proyek akhir ini.
Kuliah Umum yang telah memberikan ilmu-ilmunya kepada penulis.
11. Seluruh pihak lain yang turut membantu penulis menyelesaikan proyek akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Akhirnya, penulis berharap laporan proyek akhir ini dapat bermanfaat
untuk kalangan mahasiswa khususnya dan masyarakat luas umumnya. Dalam penyusunan laporan ini penulis menyadari masih banyak kekurangan untuk itu penulis sangat mengharapkan masukan dan saran yang membangun untuk perbaikan di masa depan.
Bandung, Juni 2012
Penulis
iv
DAFTAR ISI
LEMBAR RIWAYAT HIDUP
LEMBAR PENGESAHAN
LEMBAR PERSEMBAHAN ABSTRAK .................................................................................................... i ABSTRACT ................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR .................................................................................. iii DAFTAR ISI ................................................................................................ v DAFTAR GAMBAR .................................................................................... viii DAFTAR TABEL ........................................................................................ xi
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1 1.1
Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2
Tujuan .................................................................................................. 2
1.3
Perumusan Masalah ............................................................................... 2
1.4
Batasan Masalah .................................................................................... 2
1.5
Metodologi ............................................................................................ 2
1.6
Sistematika Penulisan ............................................................................ 4
BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................ 5 2.1
Programmable Logic Controller (PLC) ................................................. 5
2.2
Pemrograman PLC ................................................................................. 7 2.2.1 Ladder diagram (LDR) ................................................................ 7 2.2.2 Sequential Function Chart ............................................................ 10 2.2.3 Statement List (STL) ..................................................................... 10 v
PLC FESTO .......................................................................................... 11
2.3 2.4
EasyVeep ............................................................................................... 14 Electric Lock Strike ................................................................................ 15
2.5
2.5.1 Fail Safe ....................................................................................... 15
2.5.2 Fail Secure ................................................................................... 15
2.6
Keypad .................................................................................................. 16
2.7
Liquid Crystal Display (LCD)16x2 ........................................................ 16
2.7.1 Memori ......................................................................................... 17 2.7.2 Register ........................................................................................ 19
2.8 Mikrokontroler ATMega8 ...................................................................... 22
2.9
Priority Encoder 8 ke 3 .......................................................................... 24
2.10 FST 4.10 ................................................................................................ 26 2.11 BASCOM AVR ..................................................................................... 33 BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ............................................ 36 3.1
Tujuan Perancangan ............................................................................... 36
3.2
Langkah Perancangan ............................................................................ 36
3.3
Spesifikasi Alat ...................................................................................... 36
3.4
Diagram Blok Sistem ............................................................................. 39
3.5
Fungsi dan Cara Kerja Alat .................................................................... 41
3.6
Perancangan ........................................................................................... 41 3.6.1 Perancangan Perangkat Keras ....................................................... 41 3.6.2 Perancangan perangkat lunak ........................................................ 47
3.7
Realisasi ................................................................................................ 52 3.7.1 Realisasi Perangkat keras .............................................................. 52 3.7.2 Realisasi Perangkat Lunak ............................................................ 57
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ....................................................... 58 4.1
Tujuan ................................................................................................... 58
4.2
Metoda Pengujian .................................................................................. 58
4.3
Alat Pengujian ....................................................................................... 58
4.4
Pengujian Rangkaian ............................................................................. 59
vi
4.4.1 Rangkaian Keypad ........................................................................ 60
4.4.2 Rangkaian Priority Encoder .......................................................... 61 4.4.3 Rangkaian LCD ............................................................................ 64
4.4.4 Rangkaian Relay Input .................................................................. 65
4.4.5 Sensor Limit Switch ...................................................................... 66 4.4.6 PLC FESTO FEC FC34 ................................................................ 67
4.4.7 Rangkaian Relay Output ............................................................... 73
4.4.8 Kunci elektrik ............................................................................... 74
BAB V PENUTUP ......................................................................................... 75
5.1
Kesimpulan ............................................................................................ 75
5.2
Saran ..................................................................................................... 75
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram konsep aplikasi PLC ...................................................... 5 Gambar 2.2 Contoh Ladder diagram ............................................................... 7
Gambar 2.3 Contoh instruksi LD dan LD NOT ............................................... 8 Gambar 2.4 Contoh instruksi AND dan AND NOT ......................................... 9 Gambar 2.5 Contoh instruksi OR dan OR NOT ............................................... 9
Gambar 2.6 Konfigurasi Input PLC FESTO FEC FC34 .................................. 12 Gambar 2.7 Konfigurasi Output PLC FESTO FEC FC34 ................................ 12
Gambar 2.8 Contoh konfigurasi Input dan Output ........................................... 13 Gambar 2.9 Interface Software EasyVeep ........................................................ 14 Gambar 2.10 Electric Lock Strike .................................................................... 15 Gambar 2.11 Rangkaian Keypad matriks 4x3 .................................................. 16 Gambar 2.12 Hubungan antara CGROM dan DDRAM ................................... 18 Gambar 2.13 Konfigurasi pin LCD 16x2 ......................................................... 18 Gambar 2.14 Konfigurasi Pin ATMega8 ......................................................... 23 Gambar 2.15 Konfigurasi IC 74148 untuk priority encoder 16 ke 4 ................ 25 Gambar 2.16 Jendela utama FST 4.2 ............................................................... 26 Gambar 2.17 Jendela dialog New Project ........................................................ 27 Gambar 2.18 Jendela utama FST saat proyek baru sudah dibuat ...................... 27 Gambar 2.19 Membuat Program baru ............................................................. 28 Gambar 2.20 Memilih jenis bahasa pemrograman ........................................... 28 Gambar 2.21 Jendela dialog identitas program yang dibuat ............................. 29 Gambar 2.22 Jendela pemrograman ................................................................ 29 Gambar 2.23 Koneksi PC dan PLC dengan menggunakan RS232 ................... 30 Gambar 2.24 Klik kanan My Computer ........................................................... 30 Gambar 2.25 Computer Management .............................................................. 31 Gambar 2.26 Tab Port setting ......................................................................... 31 Gambar 2.27 Jendela Advanced Setting ........................................................... 32 Gambar 2.28 Jendela Preferences ................................................................... 32 Gambar 2.29 Pesan sukses Make Project ........................................................ 33
viii
Gambar 2.30 Pesan sukses Download program ............................................... 33
Gambar 2.31 Jendela utama BASCOM AVR .................................................. 34
Gambar 2.32 Jendela simulator BASCOM AVR ............................................. 34 Gambar 2.33 Membuat program baru .............................................................. 35 Gambar 2.34 Mengcompile sebuah program ................................................... 35
Gambar 2.35 Pesan sukses setelah proses compile ........................................... 35 Gambar 3.1 Spesifikasi PLC FESTO FEC FC 34 ............................................ 37 Gambar 3.2 Dimensi LCD 16x2 JHD162A ..................................................... 39 Gambar 3.3 Diagram blok sistem keseluruhan ................................................. 40
Gambar 3.4 Desain alat model brankas berbasis PLC FESTO FEC FC34 ........ 42
Gambar 3.5 Desain kotak brankas ................................................................... 43 Gambar 3.6 Desain panel kendali .................................................................... 43 Gambar 3.7 Rangkaian Keypad matrik 3x4 ..................................................... 44 Gambar 3.8 Rangkaian Priority Encoder 74148 .............................................. 45 Gambar 3.9 Rangkaian driver LCD ................................................................. 46 Gambar 3.10 Rangkaian relay input ................................................................. 46 Gambar 3.11 Rangkaian relay output .............................................................. 47 Gambar 3.12 Rangkaian sensor dengan limit switch ........................................ 47 Gambar 3.13 Diagram alir program brankas untuk PLC .................................. 49 Gambar 3.14 Diagram alir program driver LCD .............................................. 51 Gambar 3.15 Realisasi proyek secara keseluruhan ........................................... 52 Gambar 3.16 Realisasi Kotak Brankas ............................................................ 53 Gambar 3.17 Electric Lock Strike .................................................................... 53 Gambar 3.18 Electric Lock Strike yang telah dipasang pada kotak brankas ...... 54 Gambar 3.19 Kotak Panel Kendali .................................................................. 54 Gambar 3.20 Realisasi Rangkaian keypad 3x4 ................................................ 55 Gambar 3.21 Realisasi rangkaian priority encoder .......................................... 55 Gambar 3.22 Realisasi rangkaian driver LCD ................................................. 56 Gambar 3.23 Rangkaian relay ......................................................................... 57 Gambar 4.1 Blok rangkaian Model Brankas .................................................... 59 Gambar 4.2 Blok rangkaian keypad ................................................................. 60 Gambar 4.3 Blok rangkaian priority encoder .................................................. 61
ix
Gambar 4.4 Blok rangkaian LCD .................................................................... 64
Gambar 4.5 Blok rangkaian relay input ........................................................... 65
Gambar 4.6 Rangkaian limit switch ................................................................. 67 Gambar 4.7 Konfigurasi input dan output ........................................................ 68 Gambar 4.8 Blok rangkaian relay output ......................................................... 73
Gambar 4.9 Blok rangkaian kunci elektrik ...................................................... 74
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Operand untuk operasi Single bit ..................................................... 10 Tabel 2.2 Operand untuk operasi Multi Bit ...................................................... 11
Tabel 2.3 Konfigurasi Pin LCD 16x2 .............................................................. 19
Tabel 2.4 Perintah-perintah LCD JHD162A ................................................... 20
Tabel 2.5 Konfigurasi pin ATMega8 dan deskripsinya .................................... 23 Tabel 2.6 Tabel kebenaran output Priority Encoder ........................................ 24 Tabel 4.1 Tegangan output setiap blok rangkaian ............................................ 60
Tabel 4.2 Data hasil pengujian rangkaian keypad ............................................ 61
Tabel 4.3 Data hasil pengujian rangkaian priority encoder .............................. 62 Tabel 4.4 Representasi bilangan desimal oleh bilangan biner .......................... 63 Tabel 4.5 Data hasil pengujian rangkaian pembalik logika .............................. 63 Tabel 4.6 Data hasil pengujian rangkaian LCD ................................................ 64 Tabel 4.7 Data hasil pengujian rangkaian relay ............................................... 66 Tabel 4.8 Data hasil pengujian limit switch ..................................................... 67 Tabel 4.9 Data hasil pengujian input dan output PLC ...................................... 69 Tabel 4.10 Data hasil pengujian rangkaian relay ............................................. 74 Tabel 4.11 Data hasil pengujian kunci elektrik ................................................ 74
xi
DAFTAR PUSTAKA
Rakhman, Edi. 2009. Modul Praktikum Sistem Otomasi Industri. Bandung : Politeknik Negeri Bandug.
Budiman, Banyu Sugara. 2011. Modul Pelatihan PLC Berbasis FESTO. Bandung : Politeknik Negeri Bandung. Rizaldi, Iqbal Tiar. 2010. Alat Penampil Angka Menggunakan 7-Segmen Sebagai Modul Praktikum Berbasis PLC (Programmable Logic Controller). Bandung : Politeknik Negeri Bandung.
Jack, Hugh. 2005. Automating Manufacturing Systems with PLCs. Boston: Free Software Foundation, Inc. 2001. FEC Compact-Brief Description.Esslingen : Festo AG &Co. Conde. 1999. Introduction to Statement List Programming. New York : Festo Corporation. B. Plagemann. 2004. Festo Software Tools-Automating wiht FST. Esslingen : Festo AG &Co Karras, Ulrich. 2003. Manual EasyVeep. Denkendorf : Festo Didactic GmbH & Co. Wicaksono, Handy. 2009. Dasar-dasar Pemrograman PLC. http://learnautomation.files.wordpress.com/2008/07/4-plc-dasar-dasarpemrograman-new-6.pdf diunduh pada Minggu, 8 April 2012 jam 21.45. 2010. Sekilas Memilih Electric Lock. http://blog.griyatekno.com/?p=15 diunduh pada Minggu, 25 Maret 2012 jam 21.06. 2012. Electric strike. http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_strike diunduh pada Selasa, 01 Mei 2012 jam 12.11. Agfianto Eko Putra. 2009. PLC: Diagram Tangga (Ladder) Dasar. http://agfi.staff.ugm.ac.id/blog/index.php/2009/01/plc-diagram-tanggaladder-dasar/ diunduh pada Minggu, 06 Mei 2012 jam 16.14.
RIWAYAT HIDUP
Nama
: Amri Salman Rizal
NIM
: 091311001
Alamat
: Jl. Pamitran III No. 11 RT 04 RW 09 Kec. Panyileukan Kel. Cipadung Kulon, Bandung 40614
Tempat, Tanggal Lahir : Bandung, 06 Mei 1991 E-mail
:
[email protected]
PENDIDIKAN 2009 – 2012
: Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bandung
2006 – 2009
: SMA Negeri 14 Bandung
2003 – 2006
: SMP Negeri 17 Bandung
1998 – 2003
: SD Negeri Sukarela 3
1997 – 1998
: SD Negeri Sukaluyu 1
1996 – 1997
: TK Al-Ahkam
PENGALAMAN ORGANISASI
2010-2011
: Anggota Divisi Kaderisasi Himpunan Mahasiswa Elektronika
2009-2010
: Anggota Divisi Media Himpunan Mahasiswa Elektronika
2009-2010
: Anggota UKM ROBOTIKA
2009-2010
: Anggota UKM Paduan Suara Mahasiswa
