BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Peran teknologi dewasa ini dalam dunia industri telah berkembang dengan pesat. Otomasi

merupakan salah satu realisasi dari perkembangan teknologi, dan merupakan satu – satunya

alternatif yang tidak dapat dielakan lagi untuk memperoleh sistem kerja yang sederhana,

praktis, dan efisien sehingga memperoleh hasil yang tinggi dan dengan waktu yang lebih

singkat jika dibandingkan dengan pekerjaan secara manual. Selain itu, biaya pengoprasiannya

jugqa dqapat ditekan seminim mungkin karena membutuhkan tenaga manusia yang lebih

sedikit.

Pekerjaan mengisi botol dengan air merupakan masalah tersendiri bagi suatu perusahaan.

Untuk itu dibutuhkan suatu alat bantu untuk menyelesaikan pekerjaan tersebut dengan cepat

dan hasil yang baik. Mesin Pengisian Botol otomatis dengan menggunakan PLC merupakan

solusi tepat untuk mengatasi masalah ini, dimana seluruh pekerjaan yang seharusnya

menggunakan tenaga manusia dapat digantikan dengan mesin yang dikendalikan secara

otomatis dengan begitu pekerjaan dapat selesai dalam waktu yang relatif singkat.

Berdasarkan pertimbangan – pertimbangan diatas, untuk menunjang proses otomatisasi

agar sistem kerja yang efisien dapat tercapai dibutuhkan sistem kontrol. Programable Logic

Control (PLC) merupakan salah satu kontroler yang umum digunakan. Pada dasarnya didalam

PLC terdapat beberapa peralatan yang berfungsi sebagai relay, coil, latching coil, timer,

counter, perubahan analog ke digital, perubahan digital ke analog dan lainn sebagainya yang

dapat digunakan untuk mengendalikanperalatan dengan bantuan program yang kita rancang

sesuai dengan kehendak kita. PLC dapat digunakan untuk mengatur peralatan dengan

pengendaliperangkat lunak. PLC menerima masukan dan menghasilkan keluaran sinyal –

sinyal listrik untukmengendalikan beban – bebai sehingga menghaasilkan suatu proses

pengaturan mesin pengisian botol air secara otomatis. Karakter proses 2 yang dikendalikan

oleh PLC sendiri merupakan proses yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan urut

untuk mencapai kondisi akhir yang diharapkan.

Dalam hal ini, dengan menggunakan PLC, kegiatan pengaturan beban – beban tersebut

dapat dilakukan dengan mudah dan cepat. Selain itu, PLC juga dapat diprogram ulang apabila

diinginkan suatu perubahan dalam proses, sehingga lebih praktis karena kita tidak perlu

membongkar ulang sistem yang telah ada, khususnya dalam wiring,melainkan hanya

mengubah programnya saja.

1.2. TUJUAN DAN MANFAAT PENULISAN

1.2.1. Adapun tujuan dari penulisan tugas ini adalah:

1.2.1.1. Untuk mengetahui cara kerja PLC

1.2.1.2. Untuk membuat suatu simulasi pengaturan mesin pengisian botol air

dengan menggunakan PLC.

1.2.1.3. Mengetahui cara kerja PLC dalam rangka mengontrol suatu proses yang

diinginkan sehingga dapat diperoleh efisiensi dan efektifitas

dibandingkan dengan penggunaan alat kontrol berupa relay.

1.2.1.4. Memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan tugas UAS mata

kuliah PLC di STMIK ASIA Malang.

1.2.2. Manfaat penulisan tugas ini adalah:

1.2.2.1. BAGI PENULIS

1. Mendapatkan pengertian dan penjelasan mengenai pengaturan mesin

pengisian botol air secara otomatis

2. Mendapat penjelasan mengenai cara kerja PLC dalam rangka

mengontrol suatu prosesyang diinginkan sehingga dapat memperoleh

efisiensi dan efektifitas dibandingkan dengan penggunaan alat kontrol

berupa relay.

1.2.2.2. BAGI PEMBACA.

1. Diharapkan semoga tugas ini dapat menjadi sumber dalam

memperkaya pengetahuan.

2. Dapat memberdayakan penggunaan PLC sebagai salah satu alat

pembelajaran bagi mahasiswa STMIK ASIA Malang

1.3. RUMUSAN MASALAH

1. Serti apa pengertian dasar PLC?

2. Apakah ang dimaksud mesin pengisian botol air otomatis?

3. Bagaimana flowchart sistem kerja, gambar diagram ledder PLC, program

meneumanic, serta gambar simulasi mesin pengisian botol otomatis?

1.4. BATASAN MASALAH

Untuk menghindari pembahasan yang meluas, maka penulis membatasi

pembahasan tugas ini dingan hal – hal sebagai berikut :

1. Tidak membahas karakteristik mesin pengisian botol otomatis secara mendalam.

2. Hannya membahas flowchart sistem kerja, gambar diagram ladder PLC, serta

gambar simulasi pada mesin pengisian botol otomatis.

3. PLC yang digunakan adalah PLC dengan merk Omron CP1E.

4. Software yang digunakan untuk menuliskan program rancangan pada PLC adalah

CX-ONE versi 9.0.

5. Software yang digunakan untuk membuat diagram flowchart dan gambar simulasi

mesin pengisian botol otomatis adalah Microsoft Office Visio.

BAB II

PENGENALAN PLC DAN MESIN OTOMASI PENGISIAN BOTOL

2.1. PENGENALAN PLC

Programmable Logic Controller (PLC) pada dasarnya adalah sebuah komputer yang

khusus dirancang untuk mengontrol suatu proses atau mesin. Proses yang dikontrol ini

dapat berupa regulasi variabel secara kontinyu seperti pada sistem-sistem servo atau

hanya melibatkan kontrol dua keadaan (On/Off) saja tapi dilakukan secara berulang-

ulang seperti umum kita jumpai pada mesin pengeboran, sistem konveyor, dan lain

sebagainya. Gambar 1.1 berikut memperlihatkan konsep pengontrolan yang dilakukan

oleh sebuah PLC.

Walaupun istilah PLC secara bahasa berarti pengontrol logika yang dapat diprogram,

tapi pada kenyataannya PLC secara fungsional tidak lagi terbatas pada fungsi-fungsi

logika saja. Sebuah PLC dewasa ini dapat melakukan perhitungan-perhitungan

aritmatika yang relative kompleks, fungsi komunikasi, dokumentasi dan lain sebagainya

( Sehingga dengan alasan ini dalam beberapa buku manual, istilah PLC sering hanya

ditulis sebagai PC - Programmable Controller saja).

2.1.1. PERANGKAT KERAS PLC SERTA PENDUKUNGNYA.

Sebagaimana telah sedikit disinggung pada bab sebelumnya, Perangkat keras

PLC pada dasarnya tersusun dari empat komponen utama berikut: Prosesor, Power

supply, Memori dan Modul Input/Output.

Dalam hal ini prosesor akan mengontrol peralatan luar yang terkoneksi dengan

modul output berdasarkan kondisi perangkat input serta program ladder yang tersimpan

pada memori PLC tersebut.

2.1.2. KOMPONEN LATCH, TIMER, COUNTER, DAN FUNGSI-FUNGSI PENTING

PADA PLC

Seiring dengan bertambahnya kompleksitas proses yang akan dikontrol, maka

kebutuhan akan program yang sifatnya canggih tentunya juga semakin meningkat. Dewasa

ini banyak proses-proses di industri yang secara praktis membutuhkan program yang

mampu mendukung fungsi-fungsi tambahan diluar fungsi relay sebagai komponen standar

sebuah diagram ladder.

Dengan perkembangan perangkat keras dan perangkat lunak PLC yang begitu luar

biasa, Dewasa ini hampir semua PLC praktis yang beredar dipasaran telah dilengkapi

dengan berbagai instruksi yang sangat beragam. Jenis instruksi pada PLC ini pada dasarnya

dapat kita katagorikan kedalam beberapa kelompok berikut ini:

2.1.2.1. Kelompok instruksi dasar : instruksi – instruksi yang termasuk katagori ini

merupakan instruksi dasar logika, seperti NOT, AND, dll.

2.1.2.2. Kelompok instruksi Perbandingan (Comparison): instruksi-instruksi yang

termasuk katagori ini berkaitan dengan operasi-operasi perbanding.

2.1.2.3. Kelompok instruksi Timer/Counter: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan

operasi timer dan counter

2.1.2.4. Kelompok instruksi Aritmatika: instruksi-instruksi untuk operasi aritmatika

2.1.2.5. Kelompok instruksi operasi Logika: Instruksi-instruksi untuk mengeksekusi

operasi-operasi logika

2.1.2.6. Kelompok instruksi Rotasi/Geser : Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan

operasi penggeseran dan rotasi data

2.1.2.7. Kelompok instruksi Konversi: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan

pengubahan tipe data

2.1.2.8. Kelompok instruksi Manipulasi Data: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan

manipulasi data

2.1.2.9. Kelompok instruksi Transfer Data: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan

transfer, penyalinan, dan pertukaran data

2.1.2.10. Kelompok instruksi Lompat/Interupsi: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan

operasi lompat dan interupsi.

2.1.2.11. Kelompok instruksi Sistem: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan deteksi

kesalahan

2.1.2.12. Kelompok instruksi Komunikasi: Instruksi-instruksi yang berkaitan dengan

pertukaran data dengan perangkat luar lewat komunikasi serial

2.1.3. KONSEP LOGIKA DAN PERANCANGAN PROGRAM PLC DASAR

Operasi kontrol sekuensial yang umum dijumpai di industri pada dasarnya hanya

tersusun dari fungsi-fungsi kombinasi logika sederhana berikut: AND, OR dan NOT.

Tergantung pada proses yang akan dikendalikan, kombinasi fungsi logika tersebut bersama-

sama dengan timer dan counter atau fungsi lainnya (kalau ada) akan membentuk rangkaian

logika kontrol yang diharapkan.

Khusus dalam bab ini, kita hanya akan membahas fungsi-fungsi logika dasar serta

representasi diagram ladder PLC-nya pada sistem kontrol kombinatorial saja. Sifat dari

sistem kombinatorial ini adalah output sistem kontrol pada saat tertentu hanya tergantung

input sistem kontrol saat itu juga, sehingga analisis dan perancangannya pun relatif lebih

mudah. Sedangkan output sistem kontrol sekuensial pada satu saat selain tergantung pada

input saat itu, juga tergantung pada input-input sebelumnya, sehingga analisis dan

perancangannya pun relatif lebih sukar. Dengan alasan ini maka pembahasan dan

perancangan sistem kontrol sekuensial akan kita tunda sampai bab selanjutnya.

Kecuali disebutkan secara jelas, dalam bab ini representasi diagram ladder PLC

untuk sebuah rangkaian gerbang kombinatorial tertentu akan selalu mengasumsikan

peralatan atau sensor yang terhubung dengan modul input PLC tersebut memiliki tipe atau

jenis NO. Hal ini penting untuk ditekankan disini, karena secara praktis peralatan atau

sensor yang terhubung ini dapat memiliki salah satu tipe berikut: NO atau NC.

Diagram alir yang digunakan untuk menggambarkan sebuah proses kontrol

pada umumnya tidak selalu harus diakhiri oleh blok atau simbol Stop (endless),

Karena berdasarkan sifatnya, sistem-sistem kontrol yang diimplementasikan dalam

perangkat keras (dalam hal ini misal PLC) harus selalu dalam keadaan stand by :siap

menunggu perintah, jika misalnya perintah telah selesai dilaksanakan maka sistem

tersebut tidak otomatis berhenti, tetapi umumnya kembali lagi pada keadaan stand by

atau keadaan menunggu lagi. Hal tersebut banyak kita jumpai pada perangkat-

perangkat sistem kontrol seperti mesin ATM, mesin Antrian, Lift, Konveyor dan lain

sebagainya.

Walaupun diagram alir sangat cocok digunakan untuk menggambarkan sebuah

aliran proses, pengimplementasian diagram alir ini kedalam bentuk diagram laddernya

tidak dapat dilakukan secara langsung tanpa menggunakan pendekatan-pendekatan

sistematis dan terstruktur. Hal ini dikarenakan sifat kedua diagram tersebut jelas-jelas

berbeda (diagram alir prosesnya memiliki sifat serial, sedangkan diagram ladder

memiliki sifat paralel).

2.2. PENGENALAN MESIN OTOMASI PENGISIAN BOTOL

Mesin pengisian botol yang penulis buat program simulasinya ini merupakan

mesin pengisian air kebotol secara otomatis, dengan menggunakan rangkaian dan

program PLC yang merupakan salah satu alternatif sistem kerja yang sederhana, praktis

dan efisiensehingga dapat memperoleh hasil pengisian botol dengan tingkat keakuratan

yang tinggi, dengan waktu yang lebih singkat, serta tidak memerlukan tenaga kerja yang

cukup banyak.

Bagian – bagian hardware yang ada pada mesin pengisian botol otomatis adalah

sebagai berikut :

2.2.1. KONVEYOR

Konveyor adalah alat yamg digunakan uuntuk

menggerakan botol – botol uang akan diisi,

konveyor ini dijalankan dengan menggunakan

motor.

2.2.2. BENTENG PENGAMAN

B enteng ini berfungsi untuk pengaman botol

yang berjalan di atas konveyor agar tidak

jatuh atau terguling dari konveyor.

2.2.3. SENSOR INFRA MERAH

Sensor infra red ini ada dua, dengan kegunaan yang berbeda yaitu:

2.2.3.1. Infra red Pendeteksi Botol

Infra red pendeteksi botol digunakan untuk

mendeteksi adanya botol yang akan diisi air, ketika

infra ren ini mendeteksi adanya botol, maka

konveyor 1 berhenti, dan silinder pengisian botol

turun untuk mengisi botol tersebut.

2.2.3.2. Infra red Penghitung jumlah produksi.

Jumlah produksi yang kita inginkan dapat diatur

melalui program leder yang belum di export ke

perangkat PLC, infra red ini berfungsi untuk

menghitung jumlah produksi yang telah ditetapkan

tersebut, ketika produksi telah mencapai jumlah

yang telah kita tetapkan tersebut maka semua mesin

mati, sampai push battom untuk menyalakan mesin

ditekan kembali, untuk sensor infared ini kami

menggunakan sensor yang disertai dengan memori

yang disertai penampilan jumlah conter.

2.2.4. SILINDER PENGISI AIR

Silinser pengisi air ini berfungsi untuk mengisi air ke botol – botol yang telah

terdeteksi oleh infra red pendeteksi botol. dilengkapi dengan katup yang

dapat membuka dan menutup, serta takaran untuk jumlah air yang akan

mengisi botol. ketika terdeteksi adanya botol silinder pengisi air turun, dan

katup akan menbuka sehingga air dapat turun/ mengisi botol.

2.2.5. PENGGESER

Penggeser berfungsi untuk menggeser botol yang telah diisi air ke

sensor timbang serta menggeser dari sensor timbang ke konveyor 2,

disini kami menggunakan motor stepper dengan sudut putar 90 .

2.2.6. SENSOR TIMBANG

Suatu perusahaan haruslah mempertimbangkan

kualitas produk – produknya oleh karena itu sensor

timbang ini berfungsi untuk memastikan berat atau

netto dari botol – botol yang telah disi air adalah sama dengan berat atau netto

yang telah ditetapkan, jika sesuai mesin akan terus berjalan untuk melakukan

proses produksi selanjutnya, tetapi jika berat atau netto botol tidak sesuai maka

alarm buzer akan berbunyi dan mesin mati.

Dengan tidak diinginkanya kesalahan berat atau netto pada botol yang

telah diisi terlalu banyak maka penyusun menempatkan sensor timbang ini

setelah proses pengosian air pada botol.

2.2.7. TABUNG AIR

Tabung air ini berfungsi untuk menampung air yang akan dialirkan ke

silinder pengisi air. Tabung air ini dilengkapi dengan sensor yang dapat

mengisi air secara otomatis ketika air dalam tabung habis/ low, dan akan

berhenti mengisi secara otomatis jika tabung sudah terisi air penuh/ full.

BAB III

FLOWCHART, GAMBAR ILUSTRASI, GAMBAR RANGKAIAN ELEKTRONIKA,

DIAGRAM LEDDER, PROGRAM MNEMONIC, SERTA GAMBAR SIMULASI

MESIN PENGISIAN AIR OTOMATIS

2.3. DIAGRAM FLOWCHART

2.4. GAMBAR ILUSTRASI

2.4.1. KETERANGAN I/O PADA GAMBAR ILUSTRASI

2.5. DIAGRAM LADDER

2.6. RANGKAIAN ELEKTRONIKA

2.6.1. RANGKAIAN MOTOR STEPPER

Untuk motor stepper kami menggunakan IC mikrokontroler AT89s51 dengan

bahasa pemrograman yaitu C++

Berikut Program untuk kendali motor stepper:

for(i=0;i<50;i++)

{

PORTC=0x01;

delay_ms(50);

PORTC=0x02;

delay_ms(50);

PORTC=0x04;

delay_ms(50);

PORTC=0x08;

delay_ms(50); }

2.6.2. RANGKAIAN MOTOR 1 FASE UNTUK KONVEYOR

2.7. GAMBAR SIMULASI

BAB IV

PENUTUP

2.8. KESIMPULAN

2.8.1. PLC (Programmable Logic Control) menyediakan berbagai kemudahan

dibanding dengan alat control lain seperti relay . kemudahan tersebut berupa

perancangan dan pengeditan program, lebih fleksibel dan dapat dimonitoring

secara visual

2.8.2. Serancangan sistem control dengan menggunakan PLC relatif lebih mudah

dipahami karena menggunakan bahasa pemograman yang bersifat visual seperti

ladder diagram sehingga mudah dipelajari. Selain itu PLC juga menyediakan

berbagai metode pemrograman, yaitu intruction list/ mneumonic code, diagram

blog fungsional,dan fungsi teks terstruktur sehingga pemakai dapat memilih

metode pemrograman sesuai dengan keahlian.

2.8.3. Simulasi tugas ini dapat dijadikan sebagai modul praktikum kontrol otomatis

menggunakan PLC.

2.8.4. Simulasi adalah menggambarkan keadaan sebenarnya dari sistem tersebut. Oleh

karena itu, dengan beberapa penyesuaian, dari simulasi ini dapat dibangun

sistemdalam ukuran dan keadaan yang sebenarnya.

2.9. SARAN

Dalam perjalanan pengerjaan tugas ini tentunya tidak terlepas dari berbagai

macam kekurangan, baik pada sistem maupun dari peralatan yang dibuat, untuk itu demi

kesempurnaan tugas ini penulis dapat memberikan beberapa catatan, antara lain:

2.1.1. Untuk perancangan sistem kendali kontrol yang lebih maksimal harus

memperhatikan input dan output dari PLC. Diutamakan mempunyai input dan

output yang lebih banyak.

2.1.2. Dalam membuat diagram ladder diharapkan jangan menggunakan peralatan

input langsung untuk proses seperti pengunci, sebaiknya menggunakan output

bantu.

2.1.3. Untuk pengembangan yang lebih lanjutdapat digunakan fungsi – fungsi yang ada

pada PLC seperti prngolahan data, fungsi aritmatik, dan lain sebagainya.

2.1.4. Diharapkan tugas ini disempurnakan lagi, karena masih banyak kekurangan dan

masih jauh dari sempurna.

MAKALAH PLC

SIMULASI MESIN PENGISIAN BOTOL AIR MINERAL

OTOMATIS

Disusun oleh :

1. ARDENI NOVENTA M.P. (10202697)

2. JAMIL WAHYU ( 11202185)

3. YOGIC YEHESKIEL (11202200)

Dosen Mata Kuliah:

Samsul Arifin,S.ST

STMIK ASIA MALANG

Jl. Soekarno – Hatta No.1A Rembuksari