BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab...

24
42 BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum Menurut Olson dan Polka (2005), sebuah alat pengecat otomatis memiliki persyaratan minimum sebagai berikut. 1. Sistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual. Sistem menerima informasi ukuran dan menghitung jumlah obyek yang diproses secara otomatis 2. Adanya ruang yang cukup di sekitar area penyemprotan cat sehingga pengaruh semprotan cat tidak akan mengganggu kinerja keseluruhan dari sistem. 3. Setelah proses pengecatan diterapkan pada sebuah obyek, harus dilanjutkan dengan proses pengeringan. 4. Adanya perubahan/penyesuaian kecepatan gerakan motor/conveyor pada saat berlangsungnya proses pengecatan dan pengeringan obyek untuk memperoleh hasil yang sempurna. Dengan memperhatikan hal-hal tersebut diatas, dirancanglah suatu sistem simulasi conveyor untuk proses pengecatan dan pengeringan menggunakan PLC, yang dibagi ke dalam dua kegiatan, yaitu perancangan modul perangkat keras (hardware) dan perancangan modul piranti lunak (software).

Transcript of BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab...

Page 1: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

42

BAB 3

PERANCANGAN SISTEM

3.1. Umum

Menurut Olson dan Polka (2005), sebuah alat pengecat otomatis memiliki

persyaratan minimum sebagai berikut.

1. Sistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses

manual. Sistem menerima informasi ukuran dan menghitung jumlah obyek

yang diproses secara otomatis

2. Adanya ruang yang cukup di sekitar area penyemprotan cat sehingga

pengaruh semprotan cat tidak akan mengganggu kinerja keseluruhan dari

sistem.

3. Setelah proses pengecatan diterapkan pada sebuah obyek, harus dilanjutkan

dengan proses pengeringan.

4. Adanya perubahan/penyesuaian kecepatan gerakan motor/conveyor pada saat

berlangsungnya proses pengecatan dan pengeringan obyek untuk

memperoleh hasil yang sempurna.

Dengan memperhatikan hal-hal tersebut diatas, dirancanglah suatu sistem

simulasi conveyor untuk proses pengecatan dan pengeringan menggunakan PLC, yang

dibagi ke dalam dua kegiatan, yaitu perancangan modul perangkat keras (hardware) dan

perancangan modul piranti lunak (software).

Page 2: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

43

3.2. Modul Perangkat Keras (Hardware)

Blok diagram sistem simulasi conveyor untuk proses pengecatan dan

pengeringan menggunakan PLC adalah sebagai berikut.

ModulInput

ModulProses

ModulOutput

feedback

masukan keluaran

Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem

3.2.1. Modul Input

Modul input terdiri atas komponen sensor dan tombol-tombol. Diagram blok

dari modul input adalah:

SensorPhotoelectric

Saklar1

Saklar2

siny

al m

asuk

an

ke u

nit i

nput

PLC

Gambar 3.2. Blok Diagram Modul Input

Penjelasan masing-masing komponen yang terdapat pada modul input adalah

sebagai berikut.

3.2.1.1. Sensor Photoelectric

Sensor photoelectric digunakan untuk mendeteksi adanya obyek yang

berjalan melalui conveyor.

Page 3: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

44

Spesifikasi alat:

Seri : Autonics BM1M-MDT

Tipe : retroreflective

Waktu respon : maksimum 3ms

Catu daya masukan : 24VDC

Tegangan keluaran : 24VDC

AutonicsLoad

12 - 24VDC

output (hitam)

+V (coklat)

0V (biru)

obyek

Gambar 3.3. Sensor Autonics BM1M-MDT

Sensor tersebut bekerja pada modus operasi dark-ON. Pada saat sebuah

obyek terdeteksi melewati sensor, maka keluaran dari sensor akan H dengan tegangan

keluaran sebesar +24VDC, dan lampu indikator (LED) pada sensor akan menyala (ON).

Sinyal keluaran ini kemudian diteruskan ke PLC untuk dapat diproses lebih lanjut.

OperasiReceiver

IndikatorOperasi(LED)

Output TR

cahaya diterima

cahaya terinterupsi

ON

OFF

ON

OFF

Dark ON

Gambar 3.4. Modus Operasi Sensor BM1M-MDT

3.2.1.2. Saklar-saklar

Sistem dirancang menggunakan 2 (dua) buah saklar, yang dihubungkan

langsung ke modul input PLC. Adapun fungsi masing-masing saklar adalah:

1. Saklar1 (START) berfungsi sebagai saklar untuk mengoperasikan sistem.

Page 4: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

45

2. Saklar2 (STOP) berfungsi sebagai saklar untuk menghentikan sistem, termasuk

untuk emergency stop.

3.2.2. Modul Proses

Modul proses menggunakan PLC tipe OMRON C200H, dengan unit-unit

sebagai berikut.

1. Unit CPU

2. Unit Masukan

3. Unit Keluaran

4. Unit Host Link

3.2.2.1. Unit CPU

Fuse220VAC2A

POWERRUNALARM

ERROR

OUT

INHIBIT

SYSMAC C200H O O O OmmmmROROROROnPROGRAMMABLE CONTROLLERCPU21

Gambar 3.5. CPU Model OMRON C200H-CPU21

Page 5: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

46

Merupakan “otak” dari PLC yang berfungsi mengeksekusi program,

mengolah data/sinyal yang diterima oleh unit masukan dan kemudian meneruskan hasil

olahan data/sinyal ke unit keluaran, berkomunikasi dengan piranti eksternal lain, dsb.

Spesifikasi alat:

Model : OMRON C200H-CPU21

Catu daya masukan : 100 – 120 atau 200 – 240VAC, 50 atau 60Hz

Tegangan keluaran : 0,3A, 24VDC +10%/–20%

3.2.2.2. Unit Masukan

Unit masukan terdiri atas 2 (dua) unit yaitu high density input unit dan high

speed counter unit.

3.2.2.2.1. High Density Input Unit

ID215

B A A B

121

112

CN1 CN2

MACHINENO.

CN10 1 2 3 4 5 6 7

8 9 10 11 12 13 14 15

CN20 1 2 3 4 5 6 7

8 9 10 11 12 13 14 15

RUN

CN1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0

1

2

3

4

5

6

7

com0

NC

NC

NC

24 VDC

8

9

10

11

12

13

14

15

com1

NC

NC

NC

24 VDC

I/O word “n”CN2

I/O word “n+1”

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

com3

NC

NC

NC

com2

NC

NC

NC

24 VDC24 VDC

B A BA

Gambar 3.6. Unit Masukan Model OMRON C200H-ID215

Spesifikasi alat:

Model : OMRON C200H-ID215

Tegangan masukan : 24 VDC

Page 6: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

47

Merupakan special I/O unit pada PLC C200H dengan 32 buah terminal

masukan berkecepatan tinggi (high speed input).

3.2.2.2.2. High Speed Counter Unit

Spesifikasi alat:

Model : OMRON C200H-CT001-V1

Tegangan masukan : 5 VDC, 12 VDC, atau 24 VDC

MACHINENO.

RUN A B - 1 2 ERR0 1 2 3 4 5 6 7

MODE

CT001-V120

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

No. Pin

Input A: 24 VDC

Input A: 0 V

Control Input IN1: 0 V

Output 0 through 3, Power Supply: 5 to 24 VDC

Baris B

Input B: 24 VDC

Input B: 0 V

Input Z: 24 VDC

Input Z: 0 V

Control Input IN2: 0 V

Output 0 through 3, COM: 0 V

Output 4 through 7, Power Supply: 5 to 24 VDC

Output 4 through 7, COM: 0 V

Input A: 12 VDC

Input A: 5 VDC

Control Input IN1: 12/24 VDC

Control Input IN1: 5 VDC

Output 0

Baris A

Input B: 12 VDC

Input B: 5 VDC

Input Z: 12 VDC

Input Z: 5 VDC

Control Input IN2: 12/24 VDC

Control Input IN2: 5 VDC

Output 1

Output 2

Output 3

Output 4

Output 5

Output 6

Output 7 Gambar 3.7. Unit Masukan Model OMRON C200H-CT001-V1

Merupakan special I/O unit pada PLC C200H dengan masukan berupa pulsa

5VDC atau 12VDC atau 24VDC dan memiliki 1 sumbu/poros. High speed counter

melakukan proses penghitungan secara terpisah dari waktu siklus (cycle time) PLC,

sehingga memungkinkan untuk menghitung sinyal yang sangat pendek dan cepat,

dengan kecepatan penghitungan sebesar 50 kcps.

Modus operasi high speed counter:

o Modus linear, nilai counter di-increment atau decrement antara –8.388.608

sampai 8.388.607 dan secara kontinyu dibandingkan dengan jangkauan preset-

nya. Saat nilai counter berada dalam jangkauan, output akan ON.

Page 7: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

48

o Modus circular, nilai counter diulang dari nol ketika mencapai nilai preset

maksimum, atau menjadi nilai preset maksimum ketika nilai counter berkurang

sampai lebih kecil atau sama dengan nol. Nilai preset maksimum harus diantara

0 sampai 65.535.

o Modus preset, nilai counter di-decrement secara normal dari sebuah nilai preset

(antara 1 sampai 8.388.607) sampai mencapai nol.

o Modus gate (model C200H-CT001-V1 hanya memiliki modus gate normal),

pulsa dihitung saat masukan kontrol IN1 berkondisi ON. Nilai counter tidak

berubah ketika IN1 menjadi OFF, dan berubah saat IN1 menjadi ON lagi. Pada

saat itu, nilai counter diulang dari nol.

o Modus latch, penghitungan dimulai dari nol ketika IN1 berkondisi ON dengan

jangkauan antara –8.388.608 sampai 8.388.607. Pulsa dihitung secara kontinyu

terlepas dari kondisi IN1 ON atau telah OFF, namun nilai counter saat ini sama

dengan nilai counter yang terkunci pada saat IN2 berkondisi ON. Penghitungan

akan dimulai dari nol kembali saat IN1 berubah dari OFF menjadi ON.

o Modus sampling, pulsa dihitung pada interval preset setelah IN1 berkondisi ON.

Proses penghitungan dapat dilakukan pada dua arah. Penghitungan selalu dimulai

dari nol dengan jangkauan antara –8.388.608 sampai 8.388.607, dengan interval

waktu harus diantara 10 dan 9.999 ms.

3.2.2.3. Unit Keluaran

Unit keluaran terdiri atas 2 (dua) unit yaitu high density output unit dan

contact output unit.

Page 8: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

49

3.2.2.3.1. High Density Output Unit

Spesifikasi alat:

Model : OMRON C200H-OD215

Tegangan keluaran : 5 sampai 24 VDC; 0,1 A

Merupakan special I/O unit pada PLC C200H dengan 32 buah terminal

keluaran transistor yang dapat digunakan sebagai unit keluaran dinamis 128 titik.

OD215

B A A B

121

112

CN1 CN2

MACHINENO.

CN10 1 2 3 4 5 6 7

8 9 10 11 12 13 14 15

CN20 1 2 3 4 5 6 7

8 9 10 11 12 13 14 15

RUN

CN1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0

1

2

3

4

5

6

7

com0

+ 5 to 24 VDC

NC

NC

8

9

10

11

12

13

14

15

com1

+ 5 to 24 VDC

NC

NC

I/O word “n”CN2

I/O word “n+1”

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

com3

+ 5 to 24 VDC

NC

NC

com2

+ 5 to 24 VDC

NC

NC

B A BA

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

Gambar 3.8. Unit Keluaran Model OMRON C200H-OD215

3.2.2.3.2. Contact Output Unit

OC222

0

21

34

6

8

10

NC

NC

NC

NC

5

7

9

11

NC

NC

COM

B9

B8

B7

B6

B5

B4

B3

B2

B1

B0

A8

A7

A6

A5

A4

A3

A2

A1

A0L

L

L

L

L

L

0

2

4

6

8

10

NC

NC

NC

NC

1

3

5

7

9

11

NC

NC

COM

L

L

L

L

L

L

24 VDC, 250 VAC max.(inductive load: 2 A resistive load: 2 A) (8 A/Unit)

Gambar 3.9. Unit Keluaran Model OMRON C200H-OC222

Page 9: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

50

Spesifikasi alat:

Model : OMRON C200H-OC222

Tegangan keluaran : 250 VAC atau 24 VDC; 2 A

Merupakan Standard I/O unit pada PLC C200H dengan 12 buah terminal

keluaran yang digunakan untuk beban yang bersifat resistif.

3.2.2.4. Unit Host Link

Spesifikasi alat:

Model : OMRON C200H-LK201-V1

Standar Koneksi : RS-232C

Merupakan unit yang menghubungkan sistem PLC dengan sebuah host

computer (bisa berupa personal computer/PC), sehingga memungkinkan dilakukannya

pemrograman secara offline yang mudah dan efisien, serta untuk proses monitoring

secara online.

Host Computer (PC)

LK201

SW2

RS232C

SW1

SW4SW3

RUNRCV

XMTERROR

KabelKonektorRS 232C

Gambar 3.10. Unit Host Link Model OMRON C200H-LK201-V1

Page 10: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

51

Untuk dapat berkomunikasi dengan baik, setting pada unit host link harus

sesuai dengan host computer (PC) yang digunakan. Setting pada unit host link diatur

oleh switch SW1, SW2, SW3 dan SW4.

SW1 dan SW2 merupakan setting nomor mesin. SW3 mengatur baud rate

unit host link. Sedangkan SW4 mengatur level perintah, parity dan kode transmisi.

Setting yang digunakan adalah sebagai berikut.

o SW1 : 0

o SW2 : 0

o SW3 : 5

o SW4 : 0

Adapun tabel baud rate (SW3), dan level perintah, parity dan kode transmisi

(SW4) yang dapat digunakan adalah sebagai berikut.

SW3 Baud Rate SW4 Level

Perintah Parity Kode

Transmisi 0 300 bps 0 1 1 600 bps 1 1, 2 2 1200 bps 2 1, 2, 3 3 2400 bps 3 Tidak diset

Genap

4 4800 bps 4 1 5 9600 bps 5 1, 2 6 19200 bps 6 1, 2, 3 7 - 7 Tidak diset

Ganjil

ASCII 7 bit 2 stop bit

8 - 8 1 9 - 9 1, 2

(a) A 1, 2, 3 B Tidak diset

Genap

C 1 D 1, 2 E 1, 2, 3 F Tidak diset

Ganjil

JJS 8 bit 1 stop bit

(b) Tabel 3.1. Setting Switch (a) SW3, Baud Rate;

(b) SW4, Level Perintah, Parity dan Kode Transmisi

Page 11: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

52

Hubungan dengan PC menggunakan kabel koneksi RS-232, yaitu sebagai

berikut.

SignalFrame groundSignal ground

Equipment ready

SymbolFGSGSDRDRSCSERST1

RT5V

ST2

Pin No.1723452024

1714

15

UnitHost Link

FGSGSDRDRSCS

HostComputer

FGSGSDRDRSCS

Send dataReceive dataRequest to sendClear to send

Send signal element timing 1

Reveive timing5V power supply

Send signal element timing 2

Gambar 3.11. Koneksi RS-232C Antara Host Link dan Host Computer

3.2.2.5.

3.2.3. Modul Output

Modul output terdiri atas motor, komponen display, pengecat dan pengering.

Diagram blok dari modul output adalah:

Motor

dari

unit

outp

ut P

LC

Komponen Display

Pengecat

Pengering

Gambar 3.12. Blok Diagram Modul Output

Penjelasan masing-masing komponen yang terdapat pada modul output

adalah sebagai berikut.

Page 12: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

53

3.2.3.1. Motor

Motor yang digunakan adalah motor induksi AC 3 fase, dimana kecepatan

putaran motor akan diatur oleh sebuah inverter. Sebuah encoder digunakan untuk

menghitung putaran motor sehingga akan memberikan informasi mengenai kondisi

obyek yang berjalan diatas conveyor. Motor, inverter dan encoder dihubungkan sebagai

berikut.

Encoder

Motor AC 3 Fase

Inverter

dari

unit

outp

ut P

LCke

uni

t inp

ut P

LCLOAD

Gambar 3.13. Blok Diagram Hubungan Motor, Inverter dan Encoder

Spesifikasi motor:

Model : Yuema Y3A 638 – 4

Daya : 0,25 HP

Kecepatan putaran : 1310 rpm

Encoder yang digunakan adalah jenis rotary encoder, dengan tiga terminal

keluaran yaitu terminal A, B dan Z. Untuk setiap satu kali siklus putaran (1 periode T =

berputar 360°) akan dihasilkan 100 pulsa keluaran pada terminal A dan terminal B,

dimana antara pulsa A dan pulsa B akan berbeda fase sebesar 90°. Sedangkan pulsa Z

dihasilkan setiap satu putaran penuh, juga merupakan sinyal reset.

Page 13: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

54

Pulsa A

Pulsa B

Pulsa Z1 putaran

Pulsa A

Pulsa B

Pulsa Z1 putaran

(a) (b) Gambar 3.14. Pulsa Encoder

(a) Putaran Searah Jarum Jam; (b) Putaran Berlawanan Arah Jarum Jam

Model inverter yang digunakan pada sistem adalah MITSUBISHI FR-A024.

Dekripsi terminal pada inverter MITSUBISHI FR-A024 adalah sebagai berikut.

Simbol Terminal Nama Terminal Keterangan R, S, T AC Power Input Dihubungkan ke catu daya utama

U, V, W Inverter Output Dihubungkan ke motor 3 fase jenis squirrel cage

P, PR Brake Resistor Connection Dihubungkan ke resistor rem N Brake Unit Connection Dihubungkan ke unit rem

Ground Ground

STF Forward Rotation Start Menutup hubungan STF-SD akan memutar maju.

STR Reverse Rotation Start Menutup hubungan STR-SD akan memutar mundur.

RH Multi Speed Select (High Speed)

RM/AU Multi Speed Select (Medium Speed) or current input select

RL/OH Multi Speed Select (Low Speed) or external thermal input

Operasi dapat dilakukan sampai dengan 7 variasi kecepatan dengan kombinasi hubungan RH-SD, RM-SD dan RL-SD.

MRS/RT Output Stop or Alternate Acceleration/Deceleration Time Select

Menutup hubungan MRS-SD akan menghentikan keluaran inverter.

RES Alarm Reset

Digunakan untuk membatalkan kondisi saat ini ketika rangkaian protektif beroperasi. Meng-ON-kan RES-SD untuk paling tidak selama 0,1s dan kemudian meng-OFF-kan.

SD Contact Input Common Terminal common untuk terminal kontak masukan dan frequency meter.

Tabel 3.2. Deskripsi Terminal Inverter MITSUBISHI FR-A024

Page 14: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

55

Simbol Terminal Nama Terminal Keterangan

PC External Transistor Common

Saat keluaran transistor, seperti programmable controller dihubung-kan, hubungkan catu daya eksternal untuk keluaran transistor ke terminal PC untuk menghindari kegagalan karena arus bocor.

10 Frequency Setting Power Supply 5VDC, arus beban yang diperbolehkan sebesar 10mA

2 Frequency Setting (voltage signal)

Dengan memasukan 0 sampai 5VDC (0 sampai 10V), frekuensi keluaran maksimum dicapai pada 5VDC (10V). Unit parameter digunakan untuk pemilihan 5/10V. Resistansi masukan sebesar 10kΩ dan tegangan masukan maksimum yang diperbolehkan sebesar 20V.

5 Frequency Setting Input Common

Digunakan untuk sinyal pengatur frekuensi.

4 Frequency Set (current signal)

Masukan antara 4 sampai 20mA DC (yaitu 0 sampai 60Hz). Arus masukan maksimum yang diperbolehkan adalah 30mA dan resistansi input sebesar 250Ω

A, B, C Alarm Output

Kontak keluaran yang mengindikasikan bahwa rangkaian protektif inverter telah diaktivasi dan keluaran dihentikan.

RUN FU Operating Condition Output Open collector output, beban yang

diperbolehkan sebesar 24VDC; 0,1A

SE Open Collector Common Terminal bersama untuk RUN dan FU.

FM Meter Connection Diset sebesar 60Hz dan 7V (setting pabrik) saat terminal FM-SD terbuka.

Tabel 3.2. Deskripsi Terminal Inverter MITSUBISHI FR-A024 (lanjutan)

Sedangkan diagram koneksi pada inverter MITSUBISHI FR-A024 adalah

sebagai berikut.

Page 15: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

56

Multi-speed select (Medium speed)Current input select

Multi-speed select (High speed)

Reverse start

Forward start

Power

NFB

R

S

T

PCExternal transistor common

STF

STR

RH

MRS/RT(Note5)

RM/AU(Note5)

RES

RL/OH(Note5)

SD (Contactinput common)

Multi-speed select (Low speed)External hermal O/L input select

Output stop/Alternate accel/decel time select

Reset

Control input signal (Not for voltage input)

FR-AO24 Inverter

10

2

(+5V)

0 to 5V 0 to 10V( )

(Note4)

5 (Common)

4 (4 to 20mA)

(3)

(2)

(1)

Frequency setting signal (Analog)

Potentiometer ½ W 1kΩ

Current input (-)

DC 4 to 20mA (+)

Parameter unit

ALARM

POWER

FM

SD

Frequency meterScale calibration resistor(Note1)

SE

FU

RUN

Operating condition output (Note3)(Open collector output)

C

B

A

Alarm output(Contact output)

N

PR

P

W

V

U

R

Brake unit (optional) (Note2)

Brake resistor (optional - p.15) (Note2)

IM

Motor

Moving coil type1mA full scale

Ground

Gambar 3.15. Diagram Koneksi Inverter MITSUBISHI FR-A024

3.2.3.2. Komponen Display

dari

unit

outp

ut P

LC

Gambar 3.16. Blok Diagram Komponen Display

Page 16: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

57

Komponen display menggunakan 4 buah seven segment yang akan

menampilkan panjang obyek yang melewati conveyor.

3.2.3.3. Pengecat

Pengecat menggunakan satu set air-brush sebagai perangkat penyemprot cat

yang didukung oleh sebuah kompresor mini sebagai sumber tekanan semprotan udara.

RELAY

KompresorPenyemprotCat

dari

unit

outp

ut P

LC

Gambar 3.17. Blok Diagram Pengecat

Gambar 3.18. Bagian-bagian Air-brush

Page 17: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

58

No. Nama Bagian No. Nama Bagian 1 Needle Cover 12 Needle Setting Screw 2 Air Cap 13 Holder Cap 3 Fluid Nozzle 14 Needle 4 Fluid Cup Lid 15 Piston 5 O Ring 16 O Ring 6 Needle Packing Screw 17 1/8 Air Nipple 7 Main Lever 18 Air Valve 8 Lever Guide 19 1/8 Hose Coupler 9 Needle Chuck 20 1/8 Hose Insert 10 Needle Spring Cover 21 Spanner 11 Needle Spring 22 Needle Chuck Screw

Tabel 3.3. Nama-nama Bagian Air-brush

3.2.3.4. Pengering

Pengering disimulasikan menggunakan sebuah dryer yang akan

menyemburkan tiupan udara pada obyek yang telah dicat.

Dryer

RELAY

dari

unit

outp

ut P

LC

Gambar 3.19. Blok Diagram Pengering

Page 18: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

59

3.2.4. Diagram Koneksi

MODUL OUTPUT

HOST COMPUTER (PC)

MODUL OUTPUT (MOTOR)

OD

215

LK20

1

CT0

01

ID21

5

OC

222

C20

0HC

PU21 AC 220V

Autonics

DC 24V

MODUL INPUT

LOAD

SaklarStart

SaklarStop

RS-232C

RELAY

RELAY

Komponen Display

Pengecat

Pengering

SensorPhotoelectric

Inverter

Encoder

Motor AC3-fase

PLC

Gambar 3.20. Diagram Koneksi Sistem

Modul input sistem terhubung pada unit masukan ID215 pada PLC. Koneksi

terminal terlihat pada gambar berikut.

B A A B

1

CN1 CN2

9

23

PIN KONEKTORID215

Saklar StopSaklar StartFotosensor

24VDC

Gambar 3.21. Koneksi Terminal Modul Input

Page 19: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

60

Terminal ID215 yang digunakan adalah Channel 1 (CN1), baris A. Pin 9

dihubungkan dengan –24VDC (dari CPU21), sebagai common. Sedangkan pin 1, 2 dan 3

berturut-turut terhubung pada sensor photoelectric, saklar START dan saklar STOP.

Modul output sistem yang terhubung pada unit keluaran OD215 pada PLC,

memiliki koneksi terminal sebagai berikut.

B A A B

1

1

CN1 CN2

2345678

2345678

PIN KONEKTOROD215

Seven Segment

Relay

Relay

Pengecat

Pengering

Gambar 3.22. Koneksi Terminal Modul Output

Untuk komponen display, dihubungkan 4 (empat) buah seven segment pada

pin 1 sampai 7 semua baris (baris A dan B) pada semua channel (CN1 dan CN2).

Komponen pengecat dan pengering dihubungkan pada Channel 1 (CN1) pin 8, berturut-

turut adalah baris A untuk pengecat dan baris B untuk pengering.

Sedangkan koneksi terminal untuk rangkaian motor yang terhubung pada unit

keluaran OC222 dan unit masukan CT001-V1 seperti terlihat pada gambar 3.23.

Inverter yang berfungsi mengatur kecepatan putaran motor terhubung pada

terminal B0 (pin 0), A0 (pin 1) dan B1 (pin 2) unit keluaran OC222, dimana keluaran

Page 20: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

61

tersebut akan mengendalikan kecepatan putaran motor: cepat atau lambat. Terminal A8

(Pin COM) dihubungkan pada terminal common inverter. Keluaran dari inverter

terhubung pada masukan motor AC. Selanjutnya, putaran motor akan turut memutar

rotary encoder sehingga menghasilkan tiga jenis pulsa, yaitu pulsa A, B dan Z, yang

berturut-turut dihubungkan dengan baris A pin 19, 17 dan 15 pada unit masukan CT001-

V1. Sedangkan keluaran 0V dari encoder terhubung pada baris B pin 15, 17 dan 19 unit

CT001-V1.

B A

15

17

19

15

17

19

Z

B

A

0 VIn

verte

r

COM

01

Rot

ary

Enc

oder

Motor AC

PIN KONEKTORCT001-V1

TERMINALOC222

speedcontrol

Gambar 3.23. Koneksi Terminal Rangkaian Motor

3.3. Modul Perangkat Lunak (Software)

Timing chart dan flowchart program utama sistem simulasi conveyor untuk

proses pengecatan dan pengeringan menggunakan PLC dirancang sebagai berikut.

Page 21: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

62

Tom

bol S

tart

Dite

kan Fo

to S

enso

rAk

tif

Foto

Sen

sor

Non

-Akt

if

Panj

ang

Oby

ek

Jara

kSe

nsor

-Pen

geca

t

Peng

ecat

Non

-Akt

if

Peng

ecat

Aktif Pa

njan

gO

byek

Peng

erin

gN

on-A

ktif

Peng

erin

gAk

tif Panj

ang

Oby

ek

Akhi

r Sat

uSi

klus

Pro

ses

Tom

bol S

top

Dite

kan

Jara

kPe

ngec

at-P

enge

ring

Sakl

ar S

TAR

T

Sakl

ar S

TOP

Foto

sens

or

Cou

nter

Val

ue

Res

et C

ount

er

Seve

n Se

gmen

t

Mot

or F

ast

Mot

or S

low

Peny

empr

ot

Peng

erin

g

...Pr

oses

diu

lang

sela

ma

tidak

terja

dipe

neka

nan

tom

bol S

top.

..

Gam

bar

3.24

. Ran

cang

an T

imin

g Ch

art S

istem

Page 22: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

63

Mulai

PenekananSaklar???

T

Y

Saklar“START”???

T

Jalankan conveyor

Y

Sensormendeteksiobjek???

T

Y

Proses HitungPanjang Obyek

Countermencapai xx?

T

Y

Counter aktif

ProsesPengecatan

Countermencapai yy?

T

Kecepatan Motor:Normal

Kecepatan Motor:Slow

Kecepatan Motor:Normal

Kecepatan Motor:Slow

Kecepatan Motor:Normal

Y

ProsesPengeringan

Countermencapai zz?

T

Y

Selesai

Conveyor berhenti

Counter non-aktif

Kecepatan Motor:Slow

Kecepatan Motor:Normal

C

A

D

A

D

B

C

B

Berkedip: tampilkandata panjang obyek dan

jumlah obyek yangtelah diproses pada

seven segment

Gambar 3.25. Rancangan Flowchart Program Utama

Sedangkan flowchart untuk modul-modul yang ada pada program utama

adalah sebagai berikut.

Page 23: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

64

HitungPanjangObyek

Restart counter saatsensor mulai On

Selesai

Jalankan Penyemprot Cat

Selesai

Tampilkan data panjangobyek pada seven

segment

Kecepatan Motor

Parameter:Normal???Y T

Selesai

Panjang Obyek = PulsaEncoder x Faktor

Output 110pada OC222

Output 101pada OC222

Sensor Off?T

Y

Ambil datacounter saatsensor mulai

Off

(a)

(b)

(c)

Sudahsepanjangobyek??

T

Y

Pengecatan

Counter Value terusbertambah

Jalankan Pengering

Selesai

Sudahsepanjangobyek??

T

Y

Pengeringan

(d)

Gambar 3.26. Rancangan Flowchart Modul (a) Hitung Panjang Obyek; (b) Kecepatan Motor;

(c) Pengecatan; dan (d) Pengeringan

3.4. Perancangan Fisik Sistem

Secara garis besar, rancangan fisik sistem terlihat seperti pada gambar 3.27.

Jarak antara sensor photoelectric dengan modul pengecat diatur sepanjang 31,5cm.

Demikian pula dengan jarak antara modul pengecat dengan modul pengering diatur

sejauh 31,5cm. Pada satu putaran motor, obyek diatas conveyor akan berjalan sejauh

12,5cm sehingga untuk menempuh jarak antara sensor dan modul pengecat, serta antara

Page 24: BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1. Umum - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/bab3/lbm2006-328-bab 3.pdfSistem bekerja secara otomatis dengan sesedikit mungkin melibatkan proses manual.

65

modul pengecat dan modul pengering akan dihasilkan pulsa encoder sebanyak 252

pulsa.

reflektor

sensor

encoder

penyemprotdryer

(a)

(b)

150,0 cm47

,5 c

m59

,0 c

m

Gambar 3.27. Rancangan Fisik Sistem

(a) Tampak Atas; (b) Tampak Samping

Gambar 3.28. Simulasi Conveyor untuk Proses Pengecatan dan Pengeringan