TUGAS AKHIR
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MODEL SISTEM PENCAMPURAN WARNA BERBASIS PLC SIEMENS S7 1200
Diajukan guna melengkapi sebagian syarat dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1)
Disusun Oleh : Nama
: Zian Ihsanur Rofiq
Nim
: 41412110107
Program Studi
: Teknik Elektro
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA 2014
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini, Nama
: Zian Ihsanur Rofiq
NIM
: 4142110107
Jurusan
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknik Industri
Judul Skripsi :
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MODEL SISTEM PENCAMPURAN WARNA BERBASIS PLC SIEMENS S7 1200 Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata dikemudian hari penulisan Skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana. Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan
Jakarta, November 2014
Zian Ihsanur Rofiq 4142110107
ii
LEMBAR PENGESAHAN PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MODEL SISTEM PENCAMPURAN WARNA BERBASIS PLC SIEMENS S7 1200
Disusun Oleh : Nama
: Zian Ihsanur Rofiq
Nim
: 4142110107
Jurusan
: Teknik Elektro
Pembimbing,
[Fina Supegina, ST, MT]
Mengetahui, Koordinator Tugas Akhir / Ketua Program Studi
[Ir. Yudhi Gunardi, MT]
iii
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT, atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya, serta perlindungan, pertolongan dan ridho-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek tugas akhir ini, serta tak terlupakan iringan shalawat dan salam tercurah kepada junjungan kita nabi Muhammad SAW. Dengan semangat, kerja keras dan pantang menyerah, Akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul : “Perancangan Dan Pembuatan Model Sistem Pencampuran Warna Berbasis PlC Siemens S7 1200” Penulisan Tugas Akhir ini tidak akan terwujud tanpa adanya bantuan dari pihak lain. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih kepada seluruh pihak yang telah membantu dan membimbing selama pelaksanaan dan penyelesaian Tugas Akhir ini, antara lain kepada : 1. Kedua orang tua, adik dan yeni putri selaku calon istri saya yang telah memberikan motivasi serta dukungan baik moril maupun sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. 2. Bapak Ir. Yudhi Gunardi, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana. 3. Ibu Fina Supegina, ST, MT selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan ilmunya dan meluangkan waktunya demi kelancaran dalam membuat tugas akhir ini dengan baik. 4. Seluruh dosen di Jurusan Teknik Elektro yang telah memberikan ilmu pengetahuannya selama penulis menuntut ilmu di Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana. 5. Rekan – rekan mahasiswa PKK Teknik Elektro angkatan 2012 yang telah memberikan semangat kepada penulis selama penyusunan tugas akhir ini.
5
Perlu disadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi materi maupun sistematika penulisannya, untuk itu penulis mengharapkan
kritik
dan
saran
yang
membangun
agar
dapat
lebih
menyempurnakan laporan ini dan mohon maaf yang sebesar-besarnya apabila terdapat kesalahan pada penulisan laporan tugas akhir ini. Semoga apa yang telah penulis tuangkan dalam Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya dan pembaca, Amin.
Jakarta, 2 Oktober 2014
Penulis
6
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL LEMBAR PERNYATAAN.......................................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN.......................................................................................
iii
ABSTRAK.................................................................................................................
iv
KATA PENGANTAR ...............................................................................................
v
DAFTAR ISI .............................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR.................................................................................................
ix
DAFTAR TABEL .....................................................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................
xiv
BAB I PENDAHULUAN ..........................................................................................
1
1.1. Latar belakang masalah ...............................................................................
1
1.2. Rumusan Masalah .......................................................................................
3
1.3. Batasan Masalah .........................................................................................
3
1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................................
3
1.5. Metodologi Penelitian .................................................................................
4
1.6. Sistematika Penulisan..................................................................................
5
BAB II LANDASAN TEORI ....................................................................................
6
2.1. Teori Warna ...............................................................................................
6
2.2. Teori Pencampuran Warna .........................................................................
10
2.2.1
Cara Pencampuran Warna Secara Manual ......................................
13
2.2.2
Mesin Pencampur Warna Berbasis Komputer .................................
14
2.3. Pengertian Otomasi ...................................................................................
17
2.4. Pengertian PLC ..........................................................................................
18
2.4.1 PLC Siemens S7 1200……………………………………………… ...
19
2.5. Antarmuka Manusia dengan Mesin .............................................................
24
2.6. Pemograman PLC Siemens dengan STEP 7 Professional V12…………… .
25
2.6.1. Linear Programming ..........................................................................
25
2.6.2. Pemrograman terstruktur....................................................................
26 vii
2.6.3. Blok Pengguna untuk SIMATIC S7 1200...........................................
26
2.6.4. Bahasa Pemrograman S7 SCL............................................................
29
BAB III PERANCANGAN SISTEM .......................................................................
31
3.1. Perancangan Alat ........................................................................................
31
3.2. Blok Diagram Rangkaian ...........................................................................
31
3.3. Desain Sistem .............................................................................................
34
3.3.1.Rangkaian Catu Daya……………………………………………........
34
3.3.2.Pengkabelan PLC dengan Input/Output dan Catu Daya ………….. ....
36
3.3.3.Pembuatan Plant Sistem………………………………………………
40
3.3.4.Programming PLC Pencampuran Warna…………………………… ..
42
3.3.5.Perancangan HMI……………………………………………………..
51
3.3.6.Flow Chart Seluruh Proses……………………………………………
57
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ...................................................................
59
4.1 Pendahuluan………………………………………………… ......................
59
4.1.1. Pengujian Perangkat Keras………………………………………… ...
59
4.1.2. Pengujian dan Analisa Rangkaian Catu Daya……………………… ..
59
4.1.3. Pengujian dan Analisa Pengkabelan Hardware………………………
61
4.1.4. Pengujian dan Analisa Program dan HMI ..........................................
65
4.1.5. Pengujian dan Analisa Analog Alarm di HMI…………………… .....
72
4.1.6. Pengujian Layar Diagnosis dan Trend View………………................
73
4.1.7. Pengujian dan Analisa Proses Pencampuran Warna…………… ........
74
BAB IV PENUTUP ..................................................................................................
78
5.1. Kesimpulan ................................................................................................
78
5.2. Saran ..........................................................................................................
79
8
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Spektrum Warna...............................................................................................
7
Gambar 2.2 Spesifikasi Warna…………………………………….....................................
8
Gambar 2.3 Warna additive dan subtractive……………………………………................
9
Gambar 2.4 Pencampuran warna additive dan subtractive…………………………..........
10
Gambar 2.5 Komposisi model warna CMYK…………………………………….............
11
Gambar 2.6 Mesin pencampur warna otomatis ……………………………………..........
15
Gambar 2.7 Mesin pencampur warna manual ……………………………………............
15
Gambar 2.8 Mesin Pengaduk Otomatis …………………………………….....................
15
Gambar 2.9 PLC Siemens S7-1200.....................................................................................
19
Gambar 2.10 Ethernet port di PLC Siemens S7-1200.........................................................
20
Gambar 2.11 Software untuk program PLC Siemens S7-1200...........................................
20
Gambar 2.12 I/O Tambahan untuk PLC Siemens S7-1200…………………………......... 23 Gambar 2.13 Contoh HMI (Human MachineInterface)....................................................... 23 Gambar 2.14 Linear Program OB........................................................................................
25
Gambar 2.15 Struktur pemrograman…...............................................................................
26
Gambar 2.16 Deklarasi parameter di SCL….......................................................................
29
Gambar 2.17 Code blok SCL yang dipanggil oleh blok program lain……………............. 30 Gambar 3.1 Diagram blok sistem …………………………………………………...........
32
Gambar 3.2 Rangkaian catu daya 12 VDC simetris 3 A…………………...........…..........
35
Gambar 3.3 Rangkaian catu daya 12 VDC 500 mA………………...................................
36
Gambar 3.4 Sinking…………………………………….....................................................
37
Gambar 3.5 Sourcing……………………….......................................................................
37 9 9
Gambar 3.6 CPU 1212C Diagram pengkabelan PLC dengan I/O dan catu daya…............ 38 Gambar 3.7 Gambar rangkaian sistem keseluruhan………………………………............. 39 Gambar 3.8 Box panel pengendali system…………………………................................... 39 Gambar 3.9 Komponen-komponen pengendali sistem sudah di wiring………….............. 40 Gambar 3.10 Pendukung mekanik tampak depan……………….......................................
40
Gambar 3.11 Pendukung mekanik tampak samping…………….......................................
41
Gambar 3.12 Bentuk pendukung mekanik sebagai tempat bejana warna dasar dan selenoid valve………………....................................................
41
Gambar 3.13 Plant sistem pencampuran warna………………...........................................
42
Gambar 3.14 Tampilan di TIA Portal untuk buat project baru……...................................
43
Gambar 3.15 Tampilan di TIA Portal untuk cara penambahan alat kendali……............... 44 Gambar 3.16 Tampilan di TIA Portal untuk cara penambahan HMI……........................... 45 Gambar 3.17 Konfigurasi hardware untuk PLC…………………………………............... 46 Gambar 3.18 Konfigurasi hardware untuk HMI………………………………….............. 46 Gambar 3.19 Konfigurasi jaringan sistem pencampuran warna…………………............... 47 Gambar 3.20 Blok Diagram penggunaan “Recipe Control” untuk resep warna................. 48 Gambar 3.21 Program kendali mixer untuk visualisasi…………........................................ 50 Gambar 3.22 Blok diagram konfigurasi Screen untuk project “Tugas akhir”….................. 52 Gambar 3.23 Blok diagram konfigurasi System Screen…………………........................... 52 Gambar 3.24 Tampilan di TIA Portal untuk konfigurasi System Screen………................. 53 Gambar 3.25 Tampilan screen Mixing Color………........................................................... 53 Gambar 3.26 Tampilan screen Recipes Color…………...................................................... 54 Gambar 3.27 Program VB script untuk visualisasi di screen Recipes Color……............... 55 Gambar 3.28 Tampilan screen Alarms archive………………............................................ 55 Gambar 3.29 Tampilan screen Diagnosis……………………............................................. 55 1 0
Gambar 3.30 Tampilan screen Trend View…………………......................................... 56 Gambar 3.31 Tampilan screen Test Hardware…………………....................................
56
Gambar 3.32 Flow chart seluruh proses……………....................................................... 57 Gambar 4.1 gambar pengetesan power supply……........................................................
60
Gambar 4.2 Icon Set PG/PC interface di contol panel…................................................
62
Gambar 4.3 Setting PG/PC Interface untuk S7-PLCSIM…...........................................
62
Gambar 4.4 Download program ke PLC………….........................................................
63
Gambar 4.5 Screen HM untuk Test Hardware…...........................................................
64
Gambar 4.6 Memasukan formula warna Hijau (Green) ke resep di WinCC…............... 65 Gambar 4.7 model warna CMY ……….......................................................................... 65 Gambar 4.8 Masukan user name dan Password untuk terhubung ke layar resep............
66
Gambar 4.9 Input resep untuk warna Hijau (green) dari PC ke PLC……......................
66
Gambar 4.10 Test program SCL_Convert_CMY_to_RGB [FC1].................................. 67 Gambar 4. 11 Script untuk menampilkan warna dari resep di Recipe_Display…..........
67
Gambar 4. 12 Script untuk menampilkan warna dari resep di start screen….................. 68 Gambar 4.13 Program durasi bukaan valve untuk warna Cyan…................................... 68 Gambar 4.14 Program durasi bukaan valve untuk warna Cyan…................................... 69 Gambar 4.15 Monitoring mode program kalkulasi nilai level baru tangki “Cyan”......... 71 Gambar 4.16 Monitoring mode program kalkulasi nilai level baru tangki “Yellow”...... 71 Gambar 4.17 Setting nilai limit dari analog alarm…....................................................... 72 Gambar 4.18 Contoh Analog Alarm yang muncul di alarm log…................................... 73 Gambar 4.19 List analog alarm ………............................................................................ 73 Gambar 4.20 Layar antarmuka diagnosa PLC S7-1200…................................................ 73 Gambar 4.21 Trend view untuk “Output_amount” dari kaleng yang sudah terisis warna.. 74 Gambar 4.22 Setting curva untuk tampilan di layar Trend............................................... 74 xi
Gambar 4.23 Pengujian plant sistem untuk pencampuran warna…................................. 74 Gambar 4.24 Warna hijau yang dihasilkan dari pencampuran Cyan dan Yellow….......
75
Gambar 4.25 Warna hijau yang ditampilkan di layar monitor.......................................... 76
xii
DAFTAR TABEL
Table 3.1 Connector pin locations untuk CPU 1212C AC/DC/Relay (6ES7 2121BE310-XB0)………………………………………………………………
38
Tabel 4.1 Hasil pengujian catu daya simetris 12 VDC……………. …………………
60
Tabel 4.2 Hasil pengujian catu daya simetris 12 VDC 500 mA………………………
61
Tabel 4.3 Hasil pengujian pencampuran warna………………………………………
77
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
1. FLOWCHART PROGRAM CONVERT CMY KE RGB. 2. PROGRAM PLC UNTUK CONVERT CMY KE RGB. 3. FLOWCHART PROGRAM KENDALI VALVE WARNA. 4. PROGRAM PLC UNTUK KENDALI KENDALI VALVE WARNA. 5. FLOWCHART PROGRAM KENDALI VISUALISASI MIXER. 6. PROGRAM PLC UNTUK KENDALI VISUALISASI MIXER. 7. FLOWCHART
PROGRAM
KENDALI
VISUALISASI
PENGISIAN LEVEL TANKI WARNA. 8. PROGRAM PLC KENDALI VISUALISASI PENGISIAN LEVEL TANKI WARNA. 9. PROGRAM PLC CYCLIC INTERRUPT 10. PROGRAM PLC UNTUK KENDALI VISUALISASI CONVEYOR 11. GAMBAR ELECTRICAL SISTEM PENCAMPURAN WARNA
xiv
