Mulai

Study Pustaka

Analisa masalah pada desain elektrik dan mekanik mesin lama

Desain rancangan kontrol Sistem elektrik dan mekanik

baru

Persiapan peralatan rancang bangun

Rancang bangun (aplikasi sistim baru)

Analisa desain baru dan perhitungan kelebihan system

baru

Kesimpulan Dan Saran

SelesaiAI

Simulasi (uji coba ) dalam bentuk software

BAB III

RANCANG BANGUN

3.1 Diagram Alir Penelitian

Dalam tahap proses modifikasi mesin auto shrink packaging

machine mengunakan smart relay dilakukan dengan beberapa tahap yang

dirincikan sebagai berikut:

3.2 Tujuan Rancang Bangun

22

Dalam pembuatan suatu proyek, perancangan merupakan tahap

yang sangat penting,dimulai dari pengamatan, penganalisaan,

pengoperasian hingga membuat suatu proyek atau alat beropersi

sebagaimana diinginkan. Pada tahap ini yang harus terlebih dahulu

memahami sifat atau karakteristik dari alat- alat yang akan digunakan.

Untuk memahami hal tersebut dapat melihat data sheet book,membaca

buku penunjang, sampai bertanya kepada ahli agar apa yang kita rancang

dapat teralisasi seperti yang diharapkan dan terhindar dari resiko

kesalahan.

Dalam melakukan perancangan harus mempertimbangkan nilai

lebih bagi sipemakai. baik segi kualitas, kehandalan, life time dan

ekonomis. Maka langkah pertama dalam perancangan dilakukan adalah

desain instalasi dan pemilihan komponen serta melakukan perhitungan

yang sedetail mungkin sehingga alat dapat bekerja dengan sempurna.

Dalam proyek pengembangan (modifikasi) yang pertama dilakukan

dalam perancangan adalah menganalisa sistem lama agar kita dapat

mengetahui akan hal apa yang perlu untuk dikembangkan.

3.3 Rancangan Lama

23

1

2

3

4

5

6

Pada sistem kerja auto shrink packging machine di rancang

dengan kapasitas 10 stroke per menit. Dimana untuk kebutuhan produksi

saat ini kapasitas mesin tersebut sudah tidak mencukupi, ditambah lagi

dengan permaslahan mechanical pada mesin tersebut sehingga

mengakibatkan banyakanya produk reject.

GAMBAR 3.1 Desain Mesin Auto Shrink Lama

Keterangan gambar 3.1

1. Stoper berfungsi control input product

2. Guider berfungsi untuk mensejajarkan product

3. Pusher berfungsi untuk mendorong product ke area sealer

4. Clamp berfungsi menjeit product sebelum di seal

5. Sealer berfungsi mengeseal plastic yang akan membungkus product

6. Product adalah object yang akan di packing dengan shrink plastik

Dari analysa yang telah dilakukan ada 3 hal yang menyebabkan

permasalahan mesin tersebut yaitu:

24

3.3.1 Sistem Control electrical (PLC) terlalau banyak Squenze

Kapasitas suatu mesin di tentukan dari kecepatan mesin dan hal

yang mempengaruhi kecepatan itu adalah langkah ( squnze ) mesin.

Pada mesin auto shrink ini langkah mesin yang di control oleh PLC

masih terlalu banyak,

Berikut urutan langkah kerjanya pada table berikut:

Step Input Progres Output Note

1

Start (S.Pusher 1 & S.Sealer ON) System running

Conveyor ON Transfer botol

2 Sensor IN Deteksi botol yang masuk Stoper OFF

Membuka agar botol masuk ke area pusher

3 Gueder ON Mensejajarkan botol

4 Sensor STOPER ON

Deteksi botol ready Guider OFFKembali naik ke posisi awal

5 Delay Pusher ONMendorong botol ke area sealer

6Sensor Pusher 2 ON Coment

Clamp ONMenjepit botol yang akan di seal

7 Stoper ONKembali ke posisi awal menutup botol in

8Pusher

OFFKembali ke posisi awal (mundur)

9 Sensor Pusher 1 ON

Coment Sealer ONSealer turun mengeseal Plastik

10 Timer Sealer OFFKembali naik ke posisi awal

11Sensor sealer ON Coment Clamp Off Kembali ke posisi awal

12 Back to step 2

3.3.2 Lost time pada setiap squenze

25

Tabel 3.1 Step Squensial Auto Shrink Packging Machine

Disamping step langkah kerja mesin yang terlalu banyak hal lain

yang menyebabkan kapasitas mesin ini perlu untuk di upgrade adalah

karena masih terlalu banyak lost time (waktu yang terbuang sia-sia).

Hal ini dapat dilihat pada:

Adanya beberapa step langkah mesin yang masih ada delay yang

tidak perlu. Hal ini dapat dilihat pada step 5 sebelum pusher ON

ada delay yang sebenarnya tidak perlu.

Pada step 12 (kembali ke step awal), step 2 baru bisa kembali

running lagi setah delay menunggu sealer OFF, padahal saat

sealer posisi On juga step 2 sudah bisa kembali running lagi.

Pada mesin Auto Shrink Packaging Machine ini 70%

menggunakan pneumatic hampir semua langkah dari mesin ini

digerakkan oleh air cylinder. Diamana ada 3 unit air cilynder

(stopper,pusher dan sealer) yang mengakibatkan lost time mesin

bertambah, karena stroke nya yang terlalu panjang yang mana

sebenarnya tidak dibutuhkan langkah stroke sepanjang itu

sehingga hal ini mengakibatkan lost time.

3.3.3 System Mekanik Kurang Presisi

Pada mesin Auto Shrink Packging Machine ini ketidakpresisian

mekanis yang di maksud adalah ke tidak presisian / keakuratan pada

langkah aircylinder, Kembali lagi mesin ini 70% penggeraknya adalah

aircylinder shehingga mekanik yang di maksud adalah mekanik pada

air cilynder.

26

Adapun ketidakpresisian pada mekanik ini di sebabkan oleh

Jenis air cylinder yang digunakan tidak sesuai dengan fungsi

mesin.Hal ini dapat kita lihat pada air cilynder yang di gunakan

untuk stopper.

Seharusnya tidak mengunakan single cylinder, karena hal ini

akan menyebabkan stopper yang berbentuk plat akan bisa mutar.

Desain yang tidak sesuai dengan efisiensi kerja mesin. Hal ini

dapat dilihat pada mekanik yang di gerakkan oleh air cylinder

pusher.Dimana desainnya terlalu panjang dan hanya di topang

dibagian belakang, hal ini akan menyebabkan bagian depan

pusher akan goyang saat maju atau mundur.

Langkah aircyder yang terlalu panjang, dimana ketika srtoke

makin panjang maka makin besar pula ketidakpresisian di bagian

ujung shaft dari stroke karena sudah tidak ada guider (penahan)

yang menahan shaft sepanjang langkah stroke tersebut, dan hal

ini kita bisa lihat pada air cilynder stopper,pusher dan sealer.

Ketiga hal tersebut diatas mengakibatkan tidak optimalnya mesin

beroperasi karena akan sering langkah dari setiap cylinder melenceng

dari jalur yang sebenarnya. Dan hal – hal tersebut diatas akan

mengakibatkan proses operasional yang tidak normal dengan otomatis

akan mengakibatkan bayaknya barang yang reject atau out speck.

3.4 Rancangan Baru

27

SMART RELAY ZELIO LOGIKSR3 B 261 BD

Phush Botton

ON/OFF(I1)

Sensor Fiber Optic

(I2)

Sensor Pusher 1

(I3)

Sensor Pusher 2

(I2)

Sensor Sealer (I4)

Phush Botton

ON/OFF(I1)

Sensor Fiber Optic

(I2)

Sensor Pusher 1

(I3)

Sensor Pusher 2

(I2)

Sensor Sealer (I4)

Setelah mengetahui hasil analiysa dari kinerja sistem pada mesin

auto shrink ini dan telah menyimpulkan kekurangan atau hal yang perlu

untuk dimodifikasi atau diupgrade maka hal pertama yang perlu dilakukan

adalah merancang system baru sebelum melakukan aplikasi.

Dalam rancangan modifikasi mesin ini ada 2 hal rancangan yaitu

rancangan pada system control electric dan rancangan pada mekanikal

3.4.1 Rancangan System Electrical

Berikut rancangan bangun untuk sistem baru dalam bentuk

diagram blok:

Gambar 3.2 Diagram Blok Rangkaian Instalasi

3.4.2 Rancangan System Control Menggunakan Smart Relay

28

Berikut rancangan bangun untuk system control baru dalam

bentuk tabel :

Step Input Progres Output Note

1Start (I2) (S.Pusher 1 & S.Sealer ON) System running Conveyor ON Transfer botol

2 Sensor IN (I2)

Counter botol yang masuk (6 pulse) Pusher ON

Mendorong botol ke area sealer

3 Sensor Pusher 2 ON (I3) Coment Clamp ON

Menjepit botol yang akan di seal

4 Pusher OFFKembali ke posisi awal (mundur)

5Sensor Pusher 1 ON

Coment Sealer ONSealer turun mengeseal Plastik

6 Timer Sealer OFFKembali naik ke posisi awal

7 Back to step 2    8 Sensor sealer ON    

3.4.3 Rancangan Pada Sistem Mekanik

Rancangan pada sistim mekanik mesin ini yang akan dirubah

adalah sebagai berikut:

- Aircylinder stopper di hilangkan dengan harapan mengurangi

sqenze mesin, dan untuk stopper digantikan oleh system

control electric.

- Aircylinder guider dihilangkan diganti dengan sistem mekanis

dimana guider akan di gerakkan oleh pegas yang di pengaruhi

oleh langkah pusher.

- Mengganti Aircilynder Pusher mengunakan type air cylinder

yang dilengkapi shaft guider dan mengurangi panjang stroke

dari 50cm menjadi 20cm.

29

Tabel 3.2 Step Squensial Auto Shrink Packging Machine (New)

- Mengganti (memperpendek) aircylinder stroke sealer dari

panjang 35cm menjadi 20cm.

3.5 Perancangan

3.5.1 Perancangan system control dengan menggunakan

Smart Relay

Pada proses ini adalah membangun program baru sesuai

dengan step pada rancangan diatas,dan programnya akan dibuat

dalam bentuk leader diagram pada zelio logic smart relay.[12]

Berikut tahapan –tahaan dalam membangun program pada zelio

logic smart relay:

3.5.1.1 Instal software SMART RELAY ZELIO LOGIC Soft 2 [10]

Software ini dapat didownload di situs sniderelectric.com (Free)

dan Membuat Lembar Kerja

Setelah proses intalasi software selesai dan berhasil, mulai dengan

membuat lembar baru kerja pada dan memilih type Smart relay yang

akan digunakan. Sesuai dengan jumlah dan jenis input dan output

pada rancang bangun di atas, dalam hal ini adalah mengunakan type

SR3 B261 BD

30

Gambar 3.3 Pemilihan Type smart relay SR3 B261 BD

Setelah menentukan type smart relay akan digunakan, lanjut ke menu

bahasa program dalam hal ini akan digunakan bahasa program dalam

bentuk LEADER DIAGRAM

Gambar 3.4 Pemilihan Bahasa Leader Diagram

31

3.5.1.2 Penamaan Input dan output (coding)

Setelah berada di halaman kerja atau leader entry sebelum

mendesain program control, hal yang dilakukan adalah meberi

nama (code) untuk input dan output pada program sesuai seperti

pada tabel 3.2 tabel rancang kontrol baru. Adapun tujuannya

adalah untuk memudahkan dalam mengingat kontak- kontak

program yang akan dirangkai, karena kontak-konak tersebut akan

berulang – ulang nanti untuk digunakan ( di input) dalam leader

entrynya, seperti pada gambar berikut

Gambar 3.5 Penamaan (coding) Input/Output Program

32

3.5.1.3 Bangun Program[9]

Berikut adalah gambar leader leanguage program Auto Shrink

Packaging New secara keselurahan yang terdiri dari 12 raw dari

120.[8]

Dalam leader entry (halaman kerja ini) terdapat :

Colom 1 sampai 5 adalah untuk kontak 1 samapi kontak 5

sebagai physical input dan kontak konfigurasi pendukung

lainnya.

Colom 6 adalah colom untuk coil sebagai physical output

dan auxiliary relay.

33

Gambar 3.6 Leader Diagram Control Auto Shrink New

3.5.1.4 Penamaan Physical Auxiliary dan Parameter dan Address

Setelah selesai mendesain program nya, langkah berkutnya

adalah

Menamai (coding) untuk semua auxiliary pendukung yang

yang digunakan dalam program ini.

Gambar 3.7 Penamaan (Coding ) Auxiliary Relay

Gambar 3.8 Penamaan (Coding ) Auxiliary Timer

34

Didalam program ini untuk menjalankan system control ini hanya

membutuhkan 1 auxiliary relay dan 2 auxiliay timer.

Addres dan parameter untuk setiap icon yang di ada dalam disain

yang telah dibuat adalah sebagai berikut:

Gambar 3.9 Addres Dan Parameter Input Dan Output

Gambar 3.10 Addres dan Parameter Auxiliray Ralay dan Timer

35

3.5.1.5 Simulasi Dan Transfer

Setelah selesai mebuat program dan set parameter langkah

selanjutnya adalah simulasi program untuk memastikan program

running seperti yang di harapkan

(a)

(b)

Gambar 3.11 (a) dan (b) Simulasi Program

36

Setelah melakukan simulasi program, program dapat diedit

apabila masih ada yang salah atau mengedit parameter apabila

parameter belum tepat. Dan untuk memudahkan simulasi untuk

menampilkan Discrit input dan output dengan menekan tombol discrit

input dan out put.

Setelah semua program dan parameter berjalan sesuai harapan

langkah selanjutnya adalah mentransfer program dari PC ke Modul

Smart Relay dengan cara sebagai berikut.

Gambar 3.12 Transfer Program dari PC ke Module

Proses transfer atau communication dengan module dilakukan

lewat kabel data smart relay logic soft 2 dengan catatan harus

mengistal hardware usb port cable data tersebut dan set configurasi

USB sesuai port yang diinstal.

37

3.5.2 Perancangan Mechanichal

3.5.2.1 Penggantian dan Modifikasi Aircillynder

Mengingat masalah yang terjadi pada aircylinder lama maka

setelah dianalisa atas kekurangan fungsionalnya maka perlu dilakukan

penggantian dan modifikasi pada air cylinder berikut:

Air cylinder Guider ditiadakan untuk mengurangi langkah kerja

mesin dan diganti menggunakan guider mecanis ( system pegas)

Air cilynder Stoper ditiadakan untuk mengurangi langakah kerja

mesin dan rubah cara kerja pusher lewat program agar tidak

tergantung stopper .

Air cylinder Pusher diganti dari single shaft menjadi single with

guider tujuannya agar langkah pusher lebuh presisi dan

mengurangi panjang stroke untuk mengurangi lost time squnze

Mengurangi panjang stroke aircylinder sealer agar lebih

mengurangi lost time squnze.

38

12

3

4 5 6 7 8 9

10 11

12 13 14

15

16 17 18

19

20

21

22

23

24

3.5.2.2 Perakitan Panel

Sebelum melakukan pengkabelan terlebih dahulu adalah

membuat single line diagram instalasi

Gambar 3.13 Single Line Instalasi

Keterangan:

1. Power 24v(+)2. Selector3. Source 24V DC 4. Tombol start5. Tombol stop/Emergecy6. Sensor FO –Bottle In7. Sensor Magnet – Pusher

18. Sensor Magnet – Pusher

29. Sensor magnet – Sealer10.Layar smar relay11.Port USB12.Output Q113.Output Q2

14.Output Q315.Ouput Q416.Coil phuser17.Coil Clamp18.Coil Sealer19.Contak Inverter-Conveyor20.Power 24v (-)21. Input I.122. Input I.223. Input I.324. In

put I.4

39

3.6 Prinsip Kerja

Prinsip kerja dari mesin auto shrink packging machine ini

setalah dimodifikasi kontrol mengunakan smart relay logic adalah

Smart relay akan menerima semua data yang di terimanya melalui

input dan mengolahnya sesuai program yang sudah di rancang

sehingga menghasilkan output sperti yang diharapkan.

Adapun langkah atau step kerja dari mesin auto shrink

packaging mesin ini setelah dimodifikasi adalah sesuai dengan

rancangan kerja pada table 3.2

Yaitu : setelah power dari MCB masuk ke instalasi langkahnya

adalah sebagai berikut :

a. On selector untuk menghidupkan system smart relay ( source

24v smart relay)

b. Tekan start (I1)untuk running dan akan jalan, saat conveyor

jalan botol akan masuk ke area kerja mesin.Catatan, Sensor

Pusher 1 (I3) dan sensor Sealer (I5) harus on karena ini adalah

posisi ready mesin untuk running, jika salah 1 mati maka mesin

tidak akan bisa running.

c. Sensor fiber optic (I2) akan menghitung botol yang masuk

(6PCS) Setelah botol masuk 6 maka,

40

d. Pusher (Q1) akan mendorong botol ke area sealer, saat puser

mendorong botol, maka,

e. Sensor pusher 2 (I4) akan on dan akan memerintahkan clamp

(Q2) on

Dan untuk mereset pusher, setelah pusher kembali ke posisi

awal (Q2 Off)

f. Sensor Pusher (I3) On dan memerintahkan sealer (Q3) ON

Dan timer 2 untuk mereset clamp(Q2) dan Sealer (Q3)

g. Setelah clamp dan sealer Off Maka

h. Sensor sealer (I5) akan ON dan system kembali ke step

pertama dan demikian akan terus berualang –ulang.

41