SIMULATOR SISTEM OTOMASI MESIN PENCAMPUR KOPI PDF

Preview

Summary

SISTEM OTOMASI MESIN PENCAMPUR KOPI (COFFEE VENDER MACHINE) DISUSUN OLEH: PUTRI CAHAYANI K. 131.0312.001 TRI DAMAYANTI. 131.0312.024 DJODI ERLANGGA. 131.0312.057 PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA 2015 KATA PENGANTAR Segala puji syukur ka...

Description

SISTEM OTOMASI MESIN PENCAMPUR KOPI (COFFEE VENDER MACHINE)

DISUSUN OLEH: PUTRI CAHAYANI K.

131.0312.001

TRI DAMAYANTI.

131.0312.024

DJODI ERLANGGA.

131.0312.057

PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA 2015

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kami panjatkan atas kehadiran Allah SWT karena atas berkah, rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan Tugas Besar “Otomasi: Sistem Otomasi Mesin Pencampur Kop (Coffee Vanding Machine)”. Adapun penulisan laporan ini untuk menyelesaikan tugas besar matakuliah Otomasi. Kami menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini tidak lepas dari dukungan berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini kami menyampaikan ucapan terimakasih kepada : 1. Allah SWT, yang atas berkah, rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas ini. 2. Orang tua, yang telah memberikan kami doa dan dukungan secara moril agar kami termotivasi untuk memperoleh hasil yang terbaik. 3. Bapak Doni Montreano ST, MT selaku Kepala Program Studi Teknik Industri UPNVJ. 4. Bapak Muhammad Arifudin Lukmana ST, MT selaku pembimbing mata kuliah otomasi yang telah memberikan arahan terhadap tugas kami sehingga dapat terselesaikan dengan baik. 5. Teman-teman yang telah memberikan semangat dan masukan serta saling berbagi pengetahuan. Semoga laporan kami ini dapat di terima dan menjadi contoh bagi peneruspenerus mahasiswa/i Teknik Industri. Kami menyadari sepenuhnya bahwa di dalam tugas ini masih terdapat kekurangan-kekurangan. Untuk itu kami mengharapkan adanya kritik, saran dan usulan yang membangun demi perbaikan di masa mendatang, mengingat tidak ada yang sempurna tanpa saran yang membangun. Akhir kata kami mengucapkan terima kasih, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Jakarta, 11 Desember 2015

TIM PENYUSUN

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...............................................................................

i

DAFTAR ISI ..............................................................................................

ii

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Masalah ...............................................................

1

I.2 Tujuan Penelitian ..........................................................................

2

I.3 Manfaat Penelitian ........................................................................

2

I.4 Batasan Masalah ...........................................................................

3

I.5 Metode Pengambilan Data ...........................................................

3

I.6 Sistematika Penulisan ...................................................................

4

BAB II STUDI PUSTAKA II.1 Pengenalan PLC..........................................................................

5

II.2 Definisi PLC ...............................................................................

5

II.3 Keuntungan Penggunaan PLC . ..................................................

6

II.4 Bagian-Bagian PLC ....................................................................

7

II.5 Pemrograman PLC......................................................................

9

II.6 Ladder Diagram/Diagram Ladder...............................................

9

ii

BAB III PMBAHASAN III.1 Pengenalan Produk ....................................................................

20

III.2 Desain Rancangan .....................................................................

20

BAB IV PEMECAHAN MASALAH IV.1 Rancangan Ladder Diagram ......................................................

25

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan .................................................................................

28

V.2.Saran ...........................................................................................

28

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................

29

iii

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Masalah Dalam dunia industri modern saat ini kebutuhan dalam otomasi sistem kontrol semakin meningkat dan terus berkembang. Sistem kontrol industri dimana peranan manusia masih amat dominan misalnya dalam merespon besaran-besaran proses yang diukur oleh sistem kontrol tersebut dengan serangkaian langkah berupa pengaturan panel dan saklar-saklar yang relevan telah banyak digeser dan digantikan oleh sistem kontrol otomatis. Sebabnya jelas mengacu pada faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi dan produktivitas industri itu sendiri, misalnya faktor human error dan tingkat keunggulan yang ditawarkan sistem kontrol tersebut. Salah satu sistem kontrol yang sangat luas penggunaannya ialah PLC (Programable Logic Controller) dan HMI (Human-Machine interface). Ada beberapa faktor yang menjadi pertimbangan dunia industri mengunakan PLC dan HMI diantaranya kemudahan dalam menganalisa gangguan pada proses produksi dan kemudahan dalam pengoprasiannya PLC pada dasarnya adalah sebuah komputer yang khusus dirancang untuk mengontrol suatu proses atau mesin. PLC secara bahasa berarti pengontrol logika yang dapat diprogram, tetapi pada kenyataannya, PLC secara fungsional tidak lagi terbatas pada fungsi-fungsi logika saja. Sebuah PLC dewasa ini dapat melakukan perhitungan-perhitungan aritmatika yang relatif kompleks, fungsi komunikasi, dokumentasi dan lain sebagainya Pada dasarnya PLC dibuat untuk menggantikan sistem kontrol yang terdiri dari serangkaian relay-relay yang begitu kompleks, yang mempunyai banyak kelemahan. Apabila menggunakan PLC hal ini dapat diatasi, karena sistem PLC mengintegrasikan berbagai macam komponen yang berdiri sendiri menjadi suatu sistem kendali terpadu dan dengan mudah mengubah tanpa harus mengganti semua instrumen yang ada. Contohnya dalam kehidupan sehari-hari kopi merupakan bagian yang tidak terlepaskan dalam menemani aktifitas manusia di kala kesibukan berakerja maupun sedang bersantai. kandungan kafein di dalam kopi mampu mengrilekskan pikiran sehingga wajar menjadi sala satu minuman yang rutin di konsumsi masyarakat. Berbagai macam jenis kopi instan berbentuk sachetan dengan berbagai rasa telah 1

tersedia dengan kemudahan proses pembuatannya. Namun karena kesehatan kopi instan belakangan ini diragukan karena mengandung berbagai campuran kimia yang berbahaya,ada sejumlah orang yang lebih memilih untuk meracik kopi buatan sendiri. Melihat kondisi riil yang ada kebanyakan proses pencampuran kopi masih dilakukan secara manual dimana campur tangan manusia masih dilibatkan secara langsung. Bagi sebagian orang,kegiatan meracik kopi agar sesuai dengan rasa yang diinginkan merupakan kegiatan yang mudah dan menyenangkan , namun bagi sebagian orang lainnya, kegiatan seperti itu mungkin saja merupakan hal yang merepotkan dan sulit dilakukan secara konsisten. Oleh karena itu dengan memanfaatkan salah satu teknologi yang terus berkembang dan dipergunakan secara luas di bidang pengontrolan dalam hal ini PLC (Progammable Logic Controller), diharapkan mampu terciptanya sebuah alat kontrol otomatis yang mampu mencampurkan campuran kopi yang dinginkan secara konsisten. Pemakaian PLC sebagai alat kontrol untuk beberapa sistem otomatisasi telah banyak digunakan karena PLC dapat diberi perintah masukan yang memungkinkan dapat diterapkan dalam sistem pencampuran kopi. Pada sistem ini mesin akan mencampurkan campuran jenis kopi yang telah di pilih dengan takaran yang sesuai dan konsisten sehingga memiliki rasa yang sesuai dengan keinginan I.2 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk merancang sebuah ladder diagram dari trainer simulator Programmable Logic Controller (PLC) berupa contoh sistem otomasi mesin pencampur kopi (Coffee Vanding Machine) yang berlandaskan Human Machine Interface (HMI). Simulator ini dirancang untuk mendeskripsikan sebuah sistem kerja pencampur kopi otomatis yang digambarkan ke dalam ladder diagram dengan fungsi sebagai media pembelajaran yang mudah dipahami. I.3 Manfaat Penelitian Dari pelaksanaan pembuatan “Simulator Sistem Otomasi Mesin Pencampur Kopi” ini di harapkan dapat dirasakan dan dimanfaatkan oleh semua pihak, antara lain :

2

1. Mahasiswa memperoleh ilmu pengetahuan baik teori maupun praktek dalam bidang otomasi programmable Logic Controller (PLC) khususnya dalam membaca dan membuat Ladder Diagram 2. Mahasiswa mampu membuat desian dan perancangan berbasis pengontrolan logika yang mampu diterapkan di berbagai permasalah di sekitar kita I.4 Batasan Masalah Penulis menyadari ilmu pengetahuan yang dimiliki terbatas. Sehingga dalam pembuatan tugas besar ini dibuat suatu batasan masalah. Masalah yang akan dikaji dan dibahas meliputi: 1. Penelitian ini di fokuskan pada mengidentifikasi masalah yang diangkat berupa deskripsi kerja yang akan dipecahkan 2. Hasil dari identifikasi masalah tersebut kemudian di ubah ke proses pendesianan dan pemecahan masalah melalui ladder diagram 3. Sistem yang dirancang digunakan untuk mensimulasikan mekanisme pencampuran kopi I.5 Metode Pengambilan Data Sebagai bahan dalam pembuatan laporan, diperlukan data-data penunjang yang diperoleh dengan berbagai metode, yaitu: 1. Training Merupakan metode yang dilakukan melalui bimbingan dosen yang kompeten dalam bidang otomasi dengan pengenalan dan pelatihan ladder diagram 2. Konsultasi dan Wawancara Berupa kegiatan tanya jawab baik dengan dosen pembimbing maupun narasumber lain yang memiliki kompetensi dalam bidang aplikasi system otomasi. 3. Studi literature Meliputi kegiatan membaca tentang otomasi dan aplikasinya serta mengumpulkan sumber-sumber data dan gambar yang berhubungan dengan tugas bear dari internet.

3

I.6 Sistematika Penulisan Laporan tugas akhir ini dibagi menjadi lima bab yang saling berhubungan satu sama lain. Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang pembuatan tugas besar ini, tujuan dan manfaat yang ingin dicapai, ruang lingkup pembahasan, metode pengumpulan data, dan sistematika penulisannya. BAB II LANDASAN TEORI Berisi tentang dasar teori PLC dan ladder diagram yang akan diterapkan dalam pembuatan mesin pencampur kopi. BAB III PEMBAHASAN Berisi tentang identifikasi masalah berupa pendeskripsian system kerja dan rancangan desain produk BAB IV PEMECAHAN MASALAH Berisi tentang pembuatan ladder diagram untuk simulasi automation garage system serta penjelasannya. BAB V PENUTUP Berisi kesimpulan yang merupakan jawaban dari permasalahan yang dibahas dan saran-saran.

4

BAB II DASAR TEORI II.1 Pengenalan PLC Pada saat PLC belum ditemukan, manusia telah mengenal berbagaii macam system kontrol,tetapi masih konvensional, artinya sistem yang dikenal tersebut masih berdiri sendiri - sendiri, seperti relai elektromagnetik. Dari beberapa control tersebut,seperti relai yang sudah berintegrasi menjadi sebuah panel. Adanya panel kontrol ini yang mengilhami terciptanya Programmable Logic Controller (PLC), karena pada prinsipnya PLC terdiri dari himpunan beberapa model control yang bergabung dalam suatu alat. Seiring itu juga dikembangkan relai yang dapat beroperasi pada kecepatan yang tinggi yang disebut relai transistor, karena itu PLC memiliki output relaielektromagnetik dan output relai transistor. Relai transistor berfungsi untuk kontrol kecepatan tinggi seperti high speed counter. Selanjutnya pada decade 60-an atau tepatnya pada tahun 1969, sebuah perusahaan perangkat elektronik, yaitu madicon (sekarang sebagian dari GoldElektronics) mulai memperkenalkan PLC melalui salah satu divisi perusahaan tersebut (Generals Motors HydramaticDivision). Kemudian beberapa perusahaan seperti :Allen Bradly, General Elektric, GEC, Siemens, dan Westing house memproduksinya dengan harga standar dan dengan kemampuan tinggi. Pemasaran PLCdengan harga rendah didominasi oleh perusahaan-perusahaan dari jepang seperti :Mitshubishi, Omron, Toshiba. II.2 Definisi PLC Menurut

definisi

yang

dikeluarkan

NEMA

(NationalElectrical

Manufacturer Assosiation) pada tahun 1978, PLCadalah peralatan elektronika yang beroprasi secara digital dalam lingkungan industri, menggunakan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan intruksi-intruksi yang mewujudkan fungsi khusus seperti logika, sekuensial, pewaktu, pencacah dan aritmatika untuk mengontrol berbagai macam mesin dengan proses melalui modul masukan dan keluaran baik digital ataupun analog. Tahun1997 OMRON PASIFIC PRESS juga menerbitkan buku yang berjudul Operation Manual, menyebutkan bahwa PLC adalah sebuah peralatan 5

terprogram yang dapat menerima masukan dari peralatan luar untuk menggerakkan peralatan keluaran melalui modul masukan dan keluaran sesuai dengan perintah program yang disimpan dalam memori bahasa pemprograman (ladder diagram). Pemahaman dari dua pendapat diatas dapat disimpulkan bahwa ProgramableLogicController(P LC )

adalah suatu

perangkat

kendali

yang

mempunyai memori untuk menyimpan program masukan guna mengontrol peralatan atau proses melalui modul masukan dan keluaran baik digital maupun analog. PLC mempunyai rangkaian saluran masukan (input) dan saluran keluaran(output) . Output yang dihasilkan ditentukan oleh status input dan program yang dimasukkan kedalamnya. Input dapat berupa kontak relai, push button, maupun sensor. Inputtersebut dimasukkan kedalam program PLC kemudian akanmenghasilkan outputyangberupakondisi high atau low. Didalam PLC terdapat rangkaian elektronika digital yang dapat difungsikan seperti kontak Normally Open (NO) dan kontak NormallyClose (NC) relai. Satu kontak relai dalam PLC (NO atau NC) dapat digunakan berkali-kali untuk semua instruksi dasar selaian instruksi output. Jadi dengan kata lain, bahwa dalam suatu pemrograman PLC tidak diizinkan menggunakan output dengan nomor kontak yang sama. II.3 Keuntungan Penggunaan PLC Keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan sistem pemrograman PLC dibandingkan dengan menggunakan sistem konvensioal adalah sebagai berikut: 1. Rangkaian pengawatannya relatif sedikit. 2. Perbaikan (maintenance) nya relatif mudah. 3. Pelacakan kesalahan pada sistem lebih mudah. 4. Konsumsi daya listrik relatif lebih rendah. 5. Modifikasi sistem lebih sederhana dan cepat Keuntungan lain yang dapat diperoleh dengan menggunakan sistem pemrograman PLC antara lain: 1.

Lama pengerjaan untuk sistem baru atau desain ulang lebih singkat.

2.

Sistem dapat dimodifikasi tanpa perlu biaya tambahan.

3.

Perencanaan biaya untuk membuat sistem desain baru dapat diperkirakan dengan tepat. 6

4.

Relatif mudah dipelajari untuk kalangan pemula.

II.4 Bagian-Bagian PLC a. Central Processing Unit (CPU) Central Prosessing Unit (CPU) merupakan otak dari sebuah kontroller PLC.CPU itu sendiri biasanya merupakan sebuah mikrokontroller (versi mini komputer lengkap). CPU ini juga menangani komunikasi dengan piranti eksternal, interkonektivitas antar bagian internal-internal PLC, eksekusi program, manajeman memori, mengawasi atau mengamati masukan dan memberikan sinyal ke keluaran (sesuai dengan proses atau program yang dijalankan). Controller PLC memiliki suatu rutin kompleks yang digunakan untuk memeriksa memori 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. b. Memori Memori

merupakan

komponen

dasar

kedua

terpenting

setelah

CPU.Fungsi utama memori adalah sebagai tempat menyimpan sejumlah data untuk kalkulasi dan hasil perhitungan. Di dalam melaksanakan pengolahan data atau program, pada prinsipnya mengikuti langkah-langkah sebagai berikut: 1.

Baca program atau instruksi dari input unit.

2.

Baca data dari input unit.

3.

Manipulasi dan kalkulasi data.

4.

Simpan hasil pengolahan ke output device. Dari langkah-langkah di atas, meskipun pelaksanaannya dilakukan oleh

Central Processing Unit (CPU) namun untuk memungkinkan pengolahan tersebut perlu disediakan tempat yang biasa disebut Storage Memory Unit sebagai tempat data dan program. Storage Memory Unit inidibentuk dari Read Only Memory (ROM), yang hanya dapat membaca program dan tidak dapat dihapus.ROM yang digunakan sebagai memory sudah diprogram oleh vendor yang membuatnya. ROM dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu PROM (Programable ROM) dan EPROM (Eraseble PROM) yang dalam pengembangannya akan melahirkan EEPROM 7

(Electrically Eraseble PROM) yaitu EPROM yang penulisan dan penghapusan programnya dengan cara memberi tegangan listrik tertentu. PROM hanya dapat diprogram sekali dan tidak dapat dihapus kembali, sedangkan EPROM dan juga EEPROM adalah PROM yang program di dalamnya dapat dihapus dan ditulis ulang dengan suatu alat pemograman khusus. Selain dibentuk oleh ROM, Storage Memory Unit juga dibentuk dari RAM (Random Access Memory) yaitu memory yang dapat dibaca secara acak. Informasi di dalam RAM akan terhapus bila catu daya dimatikan. Agar informasi di dalamnya tidak terhapus saat catu daya dimatikan, dipasanglah baterai sebagai pengganti catu daya(buffer). c. Input/Output Modul-modul Input/Output (I/O) adalah bagian yang terhubung langsung dengan instrumen di lapangan. Struktur I/O menyediakan antar-muka (interface) antara controldevice (seperti tombol tekan, limit switch, kontak relai, sensor dan sebagainya) dengan CPU. Di dalam CPU, pemrosesan data menggunakan level sinyal 5 VDC, sedangkan instrumen-instrumen yang ada di lapangan lapangan (control device) pada umumnya bekerja dengan level sinyal 24 VDC, 110 VAC atau 220 VAC. Sebuah input moduleakan mengkonversi tegangan atau arus dari control device ke dalam level sinyal digital di mana CPU dapat mengerti dan menggunakannya. Begitu pula sebaliknya konversi sinyal dari CPU ke control device. d. Power Supply Unit powersupply digunakan untuk mengubah sumber teganganke tegangan yang dibutuhkan oleh CPU dan struktur I/O. sumber teganganpada umumnya adalah 110 VAC atau 220 VAC, yang dalam beberapa hal bisa berupa tegangan searah 24 VDC. e. Programming Device Dalam sistem PLC tentunya diperlukan cara bagaimana untuk menempatkan rangkaian program kontrol ke dalam sistem tersebut. Bagian untuk merekayasa program kontrol tersebut dinamakan programming device.Setelah PLC selesai diprogram dan kemudian dijalankan, maka programming device 8

tidak diperlukan lagi meski hubungannya ke PLC mungkin saja masih berlangsung. namun hubungan antara programming device ke PLC hanya dipakai untuk fasilitas monitoring operasi PLC saja atau membuat diagnostik saat terjadi kegagalan sistem.

Programmer/Monitor

Modul masukan

Modul Keluaran

CPU

Catu Daya

Gambar II.1 Sistem Konfigurasi PLC Dalam operasionalnya, PLC bisa di jalankan secara sendirian (Stand Alone) ataupun bekerja bersama-sama dengan PLC lainnya secara intergrasi di dalam satu jaringan komunikasi digital. II.5 Pemrograman PLC Guna mencapai pekerjaan yang diinginkan, suatu PLC harus diprogram terlebih

dahulu.Pemograman

PLC

dapat

dilakukan

dengan

membuat

ladderdiagram.Ladder diagram bisa dibuat melalui komputer yang ter-install suatu software khusus untuk memprogram PLC.Contoh-contoh software tersebut antara lain CX-Programer (PLC Omron), Tia Portal (Siemens), Twido (LG), serta GX Develo...