PDF - Jurnal UNESA

Kelistrikan Dan Pemrograman Trainer Pemotong Dan Penghitung
KELISTRIKAN DAN PEMROGRAMAN TRAINER PEMOTONG DAN PENGHITUNG BERBASIS
ELEKTRO PNEUMATIK DENGAN KONTROLLER PLC
Agung Pranoto
D3 Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya
Email : [email protected]
Agung Prijo Budijono
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya
Email : [email protected]
Abstrak
Dalam proses belajar mengajar adanya media pembelajaran tambahan sangat dibutuhkan untuk
meningkatkan kompetensi mahasiswa. Media pembelajaran ini berupa suatu trainer. Pada tugas akhir ini
akan di rancang sebuah trainer pemotong dan penghitung berbasis elektro pneumatik dengan kontroller
menggunakan PLC. Perencanaan trainer ini diawali dengan mengetahui dan memahami prinsip kerja
dari sistem kelistrikan dan sistem otomasi. Dari perancangan trainer pemotong dan penghitung berbasis
elektro pneumatik dengan kontroller menggunakan PLC ini diharapkan dapat membantu mempermudah
mahasiswa dalam menguasai pemrograman PLC dan sistem instalasi kelistrikannya. Dalam trainer ini
sistem kelistrikan berfungsi untuk penentuan unit input dan output beserta sistem wiringnya. Inputan
pada trainer ini meliputi sensor tombol – tombol, sensor proximity, dan sensor limit switch, sedangkan
outputan meliputi motor DC dan valve. Setelah sistem kelistrikan dipasang langkah selanjutnya adalah
membuat program. Sebelum membuat program dilakukan penyusunan algoritma program yang berfungsi
untuk menentukan arah cara kerja trainer. Setelah itu kemudian dibuat dalam bentuk list program dengan
menggunakan software cx programmer. Langkah terakhir ialah tahap pengujian cara kerja. Dalam
pengujian ini ada dua tahap pengujian. Pengujian pertama ialah pengujian system kelistrikan. Hasilnya
system wiring sudah terpasang semua antara unit input dan unit output. Tahap ke dua adalah pengujian
program dengan cara menjalankan trainer. Hasilnya trainer dapat berjalan sesuai dengan algoritma cara
kerja yang sebelumnya dibuat. Hasil pengujian dari dua tahap tersebut, trainer pemotong dan penghitung
dapat berjalan dengan baik hal ini menunjukkan antara sistem kelistrikan wiring dan sistem
pemogramannya sudah benar.
Kata Kunci : Pemrograman PLC, Trainer Pemotong dan Penghitung
Abstract
In learning process there addition learning media is very need for increasing univercity students
competition.This last task would be staked out cutting and counting trainer base electronic pneumatic
with the controller use PLC. This trainer planning is started with knowing and understanding of worked
principle from electricity and automatic system. From this planning is expected to help Univercity
students in comprehend of PLC programming and istalation electricity system.In this trainer, the function
electricity system is deciding unit of input and output with its wirring system. The inputs of this trainer
are knobs,proximity,and limid switch censor. And the outputs are DC motor and valve. After electricity
system is installed, the next step is making program. Before making program is doing arranged algoritm
program that its function is chossing work direction trainer. Than make the list program using software
cx programmer. The last step is testing worked method. In the testing is there are two trialing steps. The
fist is testing electricity system. The result is wiring system is istalled of all between input and output
unit.The second is tprogram testing with does the trainer. The result can operate harmonizing with
algoritm worked method that make previously. Thew result of all the testing step is cutting and counting
trainer can operate well. It is showing that between electricity and program system was right .
Keywords : Programmed PLC, Trainer cutting and counting.
produk menjadi berbeda. Jika produk yang diminta
konsumen berskala kecil mungkin proses pengerjaannya
masih menggunakan manusia atau dengan cara manual,
tetapi dalam perjalanannya jika produk yang diminta
konsumen berskala besar maka tenaga manusia ini akan
tidak efisien. Oleh sebab itu dalam dunia industri
diperlukan produksi barang maupun jasa yang lebih
efisien dan menghasilkan produk yang unggul.
PENDAHULUAN
Dunia industri tidak terlepas dari perkembagan mesin
– mesin produksi (manufaktur), mulai dari persiapan
bahan baku, perakitan, sampai pengepakan barang jadi.
Dalam perkembangannya perindustrian dituntut agar
menghasilkan produk yang berjumlah besar. Hal ini
mempengaruhi sistem dan proses dalam pembuatan suatu
41
JRM. Volume 02 Nomor 01 Tahun 2014, 41-47
Agar proses produksi lebih baik, kita mengenal sistem
otomatisasi dimana pengerjaannya menggunakan
peralatan yang bisa bekerja sendiri dengan cara
memasukkan program. Seperti yang sudah diterapkan
pada perindustrian barang maupun jasa, banyak pekerjaan
yang menjadi lebih mudah dan efisiensinya tinggi.
Sebagai contoh proses pengepakan botol minuman secara
otomatis, proses pemberian label secara otomatis, proses
pemotongan kertas secara otomatis dll.
Program yang dimasukkan kedalam peralatan ini juga
bisa kita pelajari dengan mengetahui apa saja komponen
yang ada, cara kerja masing – masing komponen, dan
bagaimana pengaplikasian program tersebut di dalam
suatu peralatan. Peran studi ini adalah menjelaskan
bagaimana mengubah suatu peralatan yang sebelumnya
dikerjakan secara manual menjadi peralatan yang dapat
bekerja secara otomatis. Pengetahuan sistem otomatisasi
ini juga akan sangat berguna untuk mahasiswa dalam
menambah wawasan akan kemajuan teknologi yang
dapat diterapkan tidak hanya di dunia industri, tetapi juga
dunia pendidikan. Permasalahan yang timbul adalah
bagaimana penulis bisa membuat atau merancang suatu
trainer pemotong dan penghitung secara otomatis, yang
bisa menjadi bahan ajar di laboratorium mekatronika.
Sebelumnya sudah ada trainer pneumatik manual dan
otomatis yang masih bersifat umum dan dirasa masih
kurang lengkap untuk media pembelajaran.
Dengan
mengaplikasikan
pengetahuan
yang
sebelumnya hanya dapat dijumpai di dunia industri, pada
waktu dekat sudah bisa dipelajari di bangku perkuliahan
melalui suatu trainer. Meskipun trainer ini tidak
selengkap ketika di perusahaan, tetapi diharapkan akan
berguna dalam memperkenalkan sekaligus sebagai alat
pembelajaran tentang peralatan yang bekerja secara
otomatis. Pada akhirnya proyek tugas akhir ini akan
membawa manfaat untuk pengembangan sistem
otomatisasi yang digunakan dalam banyak hal dalam
kehidupan sehari-hari.
Rumusan Masalah
Dari uraian pembatasan masalah diatas, maka muncul
rumusan masalah sebagai berikut :
 Bagaimana cara membuat sistem kelistikan pada
trainer pemotong dan penghitung dengan sistem
kontrol menggunakan PLC.
 Bagaimana cara membuat program PLC dengan
software cx programmer.
Tujuan
Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah sebagai
berikut :
 Membuat sistem kelistrikan pada trainer agar dapat
berjalan secara otomatis
 Mampu
membuat
program
PLC
dengan
menggunakan software CX programmer dan
mentransfer ke dalam PLC
Manfaat
Adapun manfaat dari perancangan trainer pemotong
dan penghitung otomatis adalah:
 Meningkatkan
kreatifitas
mahasiswa
dalam
merancang dan membuat peralatan yang berbasis
otomatisasi industri dalam bentuk trainer.
 Mempermudah mahasiswa dalam mengenali peralatan
yang ada di industri mengingat semakin
berkembangnya pengetahuan tentang sistem kerja
otomatis.
METODE
Rancangan Penelitian
Gambar 1 Bagan Perencanaan Kegiatan
Kelistrikan Dan Pemrograman Trainer Pemotong Dan Penghitung
silinder B yang sudah dilengkapi dengan pisau akan
bekerja dan memotong benda kerja.
Silinder poros silinder A akan turun beserta pisau
pemotong melewati benda kerja dan disamping pisau
yang turun sampai pada titik tertentu akan mengenai
sensor A. Tahap ini akan terus berlanjut dan berulang
sampai sensor A menghitung jumlah potongan. Konveyor
B yang terus bergerak akan mendistibusikan potongan
benda kerja kedalam box yang ada pada konveyor C. Jika
jumlah potongan sudah mencapai yang diinginkan, maka
timer kedua akan menghitung mundur waktu sampai 5
detik. Setelah itu konveyor C akan aktif dan box akan
bergerak maju. Langkah ini kan berhenti setelah tombol
stop ditekan
Gambar Konsep Desain Mesin
Desain rancangan mesin yang akan diwujudkan pada
tugas akhir ini tampak pada gambar 2 berikut ini:
Perencanaan Flowchart Program
Gambar 2. Trainer Pemotong Dan Penghitung
Rancangan flowchart ini sangat penting karena semua
proses sistem kontrol pada trainer berawal dari benar atau
salah dalam pembuatan flowchat dan berfungsi juga
untuk mempermudah dan sebagai acuan dalam
pembuatan program PLC nantinya. Di dalam gambar 4
flowchart pemograman ini cara kerja dari sebuah trainer
sudah dapat diketahui
Perencanaan Algoritma fisik cara kerja trainer
Algoritma fisik berfungsi mempermudah dalam
penyusunan langkah kerja trainer. Dalam algoritma fisik
pada gambar 3 juga dijelaskan arah cara kerja dari sebuah
trainer sehingga mudah dalam pembacaannya.
Gambar 3 Algoritma Fisik Cara Kerja Trainer
Perencanaan Langkah Kerja Trainer
Langkah kerja trainer pemotong dan penghitung
berbasis elektro pneumatik dengan kontroller PLC adalah
sebagai berikut:
Pada saat tombol start ditekan akan
mengaktifkan konveyor B dan C sehingga kedua
konveyor bergerak maju. Box yang akan digunakan untuk
media pengepakan akan bergerak dan mengenai sensor C.
Sensor C terdapat pada konveyor C yang dapat diatur
posisinya sesuai keinginan. Setelah box mengenai sensor
C maka akan menghentikan konveyor C. Pada saat yang
bersamaan konveyor B akan tetap bergerak.
Tahap berikutnya adalah aktifnya konveyor B karena
berhentinya box pada konveyor C. Setelah aktif,
konveyor A akan bergerak maju dengan membawa benda
kerja. Benda kerja yang berasal dari konveyor A akan
mengenai sensor B dengan panjang yang sudah diatur.
Setelah pelat mengenai sensor B maka konveyor A akan
berhenti. Silinder A akan bekerja sebagai penahan benda
kerja sebelum dipotong. Dalam langkah ini akan
melibatkan timer yang akan menghitung mundur sampai
3 detik sebelum pemotongan. Setelah 3 detik maka
Gambar 4 Flowchart Pemrograman
43
JRM. Volume 02 Nomor 01 Tahun 2014, 41-47
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil unit Trainer pemotong dan penghitung otomatis
1
2
 PLC digunakan untuk membuat program berdasarkan
logika yang akan menggerakkan outputan dari
program secaraotomatis.
 Motor DC digunakan sebagai outputan dari sistem
berfungsi menggerakkan konveyor pada trainer.
 Unit sensor berfungsi sebagai input dari system
5
Sistem kelistrikan trainer pemotong dan penghitung
3
 Wiring output
4
6
Gambar 5 Hasil Unit Trainer
Komponen yang ada dalam kelistrikan dan
pemrograman pada trainer pemotong dan penghitung
adalah:
-
Sistem pneumatik
PLC (programmable logic controller)
Unit control
Komputer
Kompressor
Sumber listrik
Prinsip Kerja
Sebelum merangkai kelistrikan pada trainer,
prinsip kerja dari beberapa komponen harus dipahami.
Prinsip kerja dari beberapa komponen adalah sebagai
berikut:
Gambar 7 Skema Wiring Output
Gambar diatas menunjukkan skema dari
sistem wiring output pada trainer pemotong dan
penghitung berbasis elektropneumatik dengan
kontroller PLC. Motor dan valve adalah
outputan dari sistem kelistrikan. Garis warna
merah berarti wiring kabel positif dan garis
warna hitam berarti wiring kabel negatif .
 Wiring input
Gambar 6 Diagram Kontrol
Gmbar 8 Skema Wiring Input
 Sumber listrik 220V AC digunakan untuk
menghidupkan kompresor, PLC,dan komputer.
 Unit kontrol berisi terminal input output dan tombol
untuk menjalankan trainer dan juga berfungsi sebagai
perantara / switching dari PLC ke trainer.
 Sistem pneumatik adalah aktuator/ output dari sistem.
 Komputer digunakan untuk memprogram PLC.
Gambar diatas menunjukkan skema dari
system wiring input pada trainer pemotong dan
penghitung berbasis elektro pneumatic dengan
controller PLC. Input pada wiring ini meliputi
tombol start, tombol stop, sensor proximity, dan
sensor limit switch. Garis warna merah pada
gambar berarti wiring menggunakan kabel
Kelistrikan Dan Pemrograman Trainer Pemotong Dan Penghitung
positif dan warna hitam
menggunakan kabel negatif
berarti
wiring
Pemrograman PLC OMRON SYSMAC CP1H
X40DR--A
PLC (Programmable Logic Controller) digunakan
untuk mengontrol trainer pemotong dan penghitung
secara otomatis, sebelum menggunakan PLC kita harus
memahami cara penggunaan PLC. Berikut cara
penggunaan PLC OMRON CP1H-X40DR-A
 Ketentuan Penulisan Program PLC
Metode pemrograman PLC yang sangat umum
digunakan adalah metode pemrograman diagram
tangga
(ladder
diagram).
Karena
dengan
menggunakan diagram tangga kita bisa menuliskan
intruksi pemrograman dengan mudah dan cepat.
Diagram-diagram tangga terdiri dari dua garis
vertical yang mempresentasikan rel-rel daya. Intruksi
pemrograman ditulis pada garis-garis horizontal yang
disebut anak tangga (rung) dan terletak diantara dua
garis vertical.
Dalam membuat diagram tangga, diterapkan
aturan-aturan tertentu sebagai berikut:
- Garis-garis vertical diagram mempresentasikan
rel-rel daya, dimana di antara keduanya
komponen-komponen rangkaian tersambung.
- Tiap-tiap anak tangga mendefinisikan sebuah
operasi di dalam proses kontrol.
- Sebuah diagram tangga dibaca dari kiri ke kanan
dan dari atas ke bawah.
- Tiap-tiap anak tangga harus dimulai dengan
sebuah inputan/ sejumlah input dan harus berakhir
dengan setidaknya sebuah output.
- Perangkat-perangkat listrik ditampilkan dalam
kondisi normalnya.
- Instruksi
input-input
dan
output-output
diidentifikasikan
melalui
alamat-alamatnya.
Alamat-alamat ini mengidentifikasi lokasi dan
nomor input atau output di dalam memori PLC
(Bolton, William: 2003).
Gambar 9 Program PLC
Pengujian Performa
Pengujian performa ini dilakukan bertujuan
untuk mengetahui komponen pneumatik dan
komponen kelistrikan tersebut bekerja dengan baik
atau tidak. Ada 2 (dua) pengujian performa, yaitu
pengujian komponen dan pengujian system kerja
trainer
 Pengujian Komponen
Program PLC dengan menggunakan software cx
programmer
2 buah Silinder Kerja Ganda.
Gambar dibawah menunjukkan dari list
program PLC yang dibuat di software cxprogrammer. Pembuatan program mengacu pada
system wiring kelistrikannya untuk mengetahui
alamat alamat input dan outputnya
1
2
1
2
Gambar 10 Pengujian Silinder Kerja Ganda
Cara pengujiannya adalah :
Menutup lubang 2 dengan jari kemudian
menarik batang piston. Apabila batang piston
kembali dengan cepat, maka silinder tersebut
45
JRM. Volume 02 Nomor 01 Tahun 2014, 41-47
masih baik. Namun jika batang piston tidak
kembali, silinder tersebut sudah rusak.
Hasilnya: 2 buah silinder kerja ganda dapat
berfungsi dengan baik.
cara pengujiannya adalah
sensor proximity di beri tegangan 24V DC
kemudian benda metal didekatkan ke arah
sensor proximity, benda metal yang digunakan
dalam pengujian ini adalah plat besi. Jika
lampu indicator sensor menyala berarti sensor
proximity dalam keadaan aktif atau bekerja
dan menghubungkan kontaknya, kemudian
melaui kabel yang tersedia bisa dihubungkan
ke perangkat lainnya seperti PLC.
hasilnya : 2 buah sensor proximity dapat
berfungsi dengan baik
2 Buah Katup Dua Solenoid
4
2
X
Y
5
1
3
1 buah limit switch
Gambar 11 Pengujian Katup 5/3 Dengan Dua Solenoid
Limit Switch
Cara pengujiannya adalah:
Solenoid X diberi tegangan 24V DC, lubang 1
diberi tekanan udara dan keluar di lubang
2.Kemudian solenoid Y diberi tegangan 24V
DC, lubang 1 diberi tekanan udara dan keluar
di lubang 4.Apabila udara tidak keluar pada
lubang 2 maupun 4, maka katup tersebut sudah
rusak.
Hasilnya: 2 buah katup dua solenoid dapat
berfungsi dengan baik
Gambar 14 Pengujian Limit Switch
Cara pengujiannya adalah
Limit switch di beri tegangan 24V DC
kemudian dari kontak NO limit switch
disambungkan lagi dengan salah satu output.
Dalam pengujian ini kita ambil contoh
outputan motor. Selamjutnya tekan tuas yang
ada pada limit switch jika motor berputar maka
limit switch dapat berfungsi dengan baik
namun jika motor tidak berputar maka tuas
pada limit switch sudah rusak karena pada
dasarnya system kerja limit switch hampir
sama dengan saklar.
Hasilnya : 1 buah limit switch berfungsi
dengan baik
3 buah motor DC
Motor DC
Gambar 12 Pengujian Motor DC
Cara pengujiannya adalah:
Motor DC di beri tegangan 24V DC. Apabila
motor bekerja secara konstan maka motor DC
masih berfungsi secara baik
Hasilnya : 3 buah motor DC dapat berfungsi
dengan baik
2 buah sensor proximity
Sensor
Proximity
Gambar 13 Pengujian Sensor Proximity
 Pengujian sistem kerja trainer
Berdasarkan pengujian komponen yang telah
dilakukan sebelumnya dan hasilnya semua komponen
masih dapat berfungsi dengan baik. Selanjutnya adalah
pengujian cara kerja trainer.
-
Tahap pengujian sistem kerja trainer pemotong
dan penghitung






Persiapan Alat
Pemeriksaan Sumber Listrik dan Kompresor
Pemasangan Rangkaian Kelistrikan
Download program dari komputer ke PLC
Jalankan trainer
Pengambilan Data
Kelistrikan Dan Pemrograman Trainer Pemotong Dan Penghitung
-
Hasil uji coba trainer pemotong dan penghitung
secara keseluruhan dapat berjalan dengan baik,
menunjukkan antara system kelistrikan da
system pemrograman sudah benar
Pengujian cara kerja trainer

Pengujian dengan menekan tombol start
Hasilnya :konveyor B dan C berjalan , menunjukkan
cara kerja, proses wearing, dan program telah
dilakukan dengan benar sesuai dengan perencanaan
yang telah dibuat sebelumnya.

Saran
Akhir dari laporan
ini penulis ingin
menyampaikan beberapa saran bagi pembaca serta
pengguna trainer pemotong dan penghitung otomatis
berbasis PLC, tentang instalasi dan perawatan yaitu:
Pengujian saat box melewati sensor proximity 2
Hasilnya : konveyor C berhenti, dan konveyor A
berjalan, menunjukkan cara kerja, proses wearing,
dan program telah dilakukan dengan benar sesuai
dengan perencanaan yang telah dibuat sebelumnya.

 Saat wiring komponen kelistrikan perhatikan kabel
positif dan negative, jangan sampai terbalik
 Komponen sensor harus mendapatkan perawatan
yang berkala agar gangguan maupun kerusakan yang
terjadi dapat dicegah secara dini.
 Pada saat trainer dijalankan hati- hati dengan pisau
potong yang ada pada trainer.
Pengujian saat benda kerja menyentuh sensor
limit switch
Hasilnya : konveyor A berhenti, sesaat kemudian
proses pengepressan dan pemotongan dilakukan
secara otomatis oleh system pneumatic.,
menunjukkan cara kerja, proses wearing, dan
program telah dilakukan dengan benar sesuai
dengan perencanaan yang telah dibuat sebelumnya.

DAFTAR PUSTAKA
Bolton, William. 2003. Programmable Logic controller.
Jakarta: Erlangga.
Pramono & Wirawan. 2008. Bahan Ajar PneumatikHidrolik. Semarang:
Universitas Negeri
Semarang.
Said. Hanif. 2012. Aplikasi PLC dan Sistem
Pneumatik pada Industri. Yogyakarta: Andi
Offset.
Pengujian dengan menekan tombol stop
Hasilnya : semua cara kerja akan berhenti.
Menunjukkan cara kerja, proses wearing, dan
program telah dilakukan dengan benar sesuai
dengan perencanaan yang telah dibuat sebelumnya.
PENUTUP
Simpulan
Dari uraian diatas penulis dapat menarik kesimpulan
antara lain:
 Pada trainer pemotong dan penghitung ini memiliki
komponen sistem kelistrikan dan sistem
PLC
(programmable logic controller)
 Pada Sistem kelistrikan dapat dirangkai dengan benar
antara unit input dan output.
 Program PLC berhasil dibuat di software CX Programmer dan dapat didownload ke dalam PLC.
 Pada pengujian program dilakukan dengan 3 tahap
-
Dengan penekanan tombol start
Hasilnya : konveyor C berjalan dan membawa
box. Pada saat box melewati sensor proximity
konveyor C akan berhenti dan konveyor A
berjalan
- Benda kerja menyentuh sensor limit switch
Hasilnya : konveyor A berhenti kemudian
silinder press dan cutting akan bekerja
memotong benda kerja
- Pada saat pisau potong melewati sensor
proximity 2
Hasilnya : sensor proximity memberikan sinyal
inputan pada program. Setiap pisau potong yang
melewati sensor akan di nilai satu hitungan. Jika
jumlah hitungan sudah mencapai yang
diinginkan konveyor C akan berjalan lagi.
47