PERANCANGAN TRAINER PLC OMRON CP1E UNTUK SIMULASI …

PERANCANGAN TRAINER PLC OMRON CP1E UNTUK SIMULASI MODUL

PANEL, MODUL TRAFFIC LIGHT, MODUL KONTAKTOR DAN MODUL

INVERTER

A final project report

presented to

the Faculty of Engineering

By

PUTIAMAN

002201505019

in partial fulfillment

of the requirements of the degree

Bachelor of Science in Electrical Engineering

President University

May 2019

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulilah puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT. yang telah

melimpahkan berkah, rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

tugas akhir yang berjudul:

PERANCANGAN TRAINER PLC OMRON CP1E UNTUK SIMULASI MODUL

PANEL, MODUL TRAFFIC LIGHT, MODUL KONTAKTOR DAN MODUL

INVERTER

Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu persyaratan mencapai derajat

Sarjana Teknik Elektro Fakultas Teknik President University. Dengan selesainya tugas

akhir ini, penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih atas segala dukungan, bantuan dan

arahan dari berbagai pihak, antara lain:

1. Kedua Orang tua yang selalu menjadi motivasi terbesar penulis dan tidak lupa pula

keluarga yang senantiasa memberikan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir

ini.

2. Bapak Mensen R Saragih selaku pimpinan divisi MSS PT DJK INDONESIA yang

telah memberikan kesempatan dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

3. Bapak Ir Carolus Kaswandi, M.Sc. selaku dosen pembimbing yang telah

meluangkan waktu, tenaga serta memberikan masukkan-masukkan yang

bermanfaat bagi tugas akhir ini.

4. Bapak Dr,-Ing. Erwin Parasian Sitompul, M.Sc. selaku Dekan Fakultas Teknik

President University.

5. Bapak Antonius Suhartomo, M.Sc.Eng., Ph.D. selaku Kepala Program Studi

Teknik Elektro President University saat ini.

6. Seluruh Dosen serta Staff Teknik Elektro President University.

7. Seluruh rekan-rekan Teknik Elektro khususnya saudara Sodri yang selalu

memberikan arahan dan bantuan selama projek ini berlangsung.

8. Saudari Gusti sasakajacihna yang selalu memberikan dukungan dalam

penyelesaian tugas akhir ini.

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS

APPROVAL FOR SCIENTIFIC PUBLICATION

ABSTRAK

Perkembangan teknologi dalam dunia industri mengalami kemajuan yang begitu pesat.

Khususnya pada bidang otomasi, hampir semua mesin industri menggunakan PLC sabagai

pusat sistem kontrolnya. Hal ini harus diimbangi dengan sumber daya manusia agar

mampu mengikuti perkembangan teknologi dalam dunia industri. Oleh karena itu

mahasiswa diharapkan memiliki kompetensi tambahan yaitu dapat memprogram dan

menjalankan PLC. Maka dalam skripsi ini, dibuatlah trainer modul PLC yang berfungsi

sebagai media pembelajaran praktik PLC. Dengan menggunakan PLC Omron tipe CP1E

yang dikombinasikan dengan beberapa contoh modul tambahan seperti modul panel yang

berfungsi untuk mempraktikan simulasi dari sistem mesin industri, modul traffic light yang

berfungsi untuk mempraktikan simulasi traffic light, modul kontaktor yang berfungsi untuk

mempraktikan simulasi dari sistem motor industri dan modul inverter yang berfungsi untuk

mempraktian rangkaian speed kontrol pada motor industri. Sehingga mahasiswa dapat

belajar untuk memprogram dan mengoperasikan PLC secara langsung.

Kata Kunci: PLC Omron CP1E, modul panel, modul traffic light, modul kontaktor, modul

inverter.

Daftar Isi

KATA PENGANTAR ............................................................................................................ i

ABSTRAK ........................................................................................................................... vi

Daftar Isi .............................................................................................................................. vii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................ vi

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................... 2

1.3. Tujuan 2

1.4. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ..................................................................... 2

1.5. Sistematika Penulisan .............................................................................................. 3

BAB II LANDASAN TEORI................................................................................................ 4

2.1. Pengertian Alat Trainer ........................................................................................... 4

2.2. Pengertian Sistem Kontrol....................................................................................... 4

Sistem Kontrol Umpan Balik ...................................................................... 5 2.2.1

Sistem Kontrol Sekuens .............................................................................. 5 2.2.2

PLC (Programmable Logic Controller) .................................................................. 6 2.3

2.3.1 Elemen–Elemen PLC .................................................................................. 6

2.3.2 Cara Kerja PLC ........................................................................................... 7

2.3.3 Bahasa Pemrograman PLC ......................................................................... 8

2.3.3.1 Ladder Diagram .......................................................................................... 9

2.3.3.2 Function Block Diagram ........................................................................... 10

2.3.3.3 Structure Text ............................................................................................ 11

2.3.3.4 Sequential Function Chart ........................................................................ 12

2.3.3.5 Instruction List .......................................................................................... 13

2.3.4 Jenis–Jenis PLC ........................................................................................ 13

PLC Omron Tipe CP1E ......................................................................................... 17 2.4

Motor Listrik ......................................................................................................... 18 2.5

2.5.1 Prinsip Kerja Motor Listrik ....................................................................... 18

2.5.2 Jenis–Jenis Motor Listrik .......................................................................... 19

2.5.3 Motor Listik DC ........................................................................................ 20

Motor Listrik AC ................................................................................................... 21 2.6

Kontaktor Magnet (Magnetic Contactor).............................................................. 24 2.7

2.7.1 Kontaktor Magnit Schneider tipe LC1-D09 .............................................. 25

Inverter (Variable Speed drive) ............................................................................. 26 2.8

2.8.1 Jenis–Jenis Iverter ..................................................................................... 27

BAB III IMPLEMENTASI ................................................................................................. 31

3.1. Penjelasan Implementasi ....................................................................................... 31

3.2. Desain Modul Trainer ........................................................................................... 31

3.3. Power Source Modul ............................................................................................. 32

3.3.1 Gambar Rangkaian .................................................................................... 33

3.4. PLC Modul ............................................................................................................ 34


3.4.2 Alamat I/O PLC Omron CP1E .................................................................. 36

3.5. Panel Modul .......................................................................................................... 36


Traffic Light Modul............................................................................................... 38 3.6


Kontaktor Modul ................................................................................................... 40 3.7


Inverter Modul ....................................................................................................... 41 3.8


BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA............................................................................. 44

4.1 Pengujian Power Source Modul ............................................................................ 44

4.2 Pengujian PLC Modul ........................................................................................... 46

4.2.2 Pengujian Komunikasi PLC Dengan Komputer ....................................... 47

4.2.3 Pengujian Input Dan Output PLC ............................................................. 51

4.2.4 Pembuatan Ladder Diagram Untuk Pengujian Input dan Output PLC .... 55

4.3.1 Hasil Simulasi Pada Trainer Modul .......................................................... 82

4.4.1 Hasil Simulasi Pada Trainer Modul .......................................................... 94

4.5.1 Hasil Simulasi Pada Trainer Modul ........................................................ 108

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 135

5.1 Kesimpulan .......................................................................................................... 135

5.2 Saran 135

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 136

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem Kontrol Umpan Balik [1] ....................................................................... 5

Gambar 2.2 Konsep Pengontrolan PLC [4] ........................................................................... 6

Gambar 2.3 Elemen–Elemen PLC [5] ................................................................................... 7

Gambar 2.4 Interaksi Komponen–Komponen Sistem PLC [5] ............................................. 7

Gambar 2.5 Cara Kerja PLC [5] ............................................................................................ 8

Gambar 2.6 Ladder Diagram .............................................................................................. 10

Gambar 2.7 Function Block Diagram [7] ............................................................................ 11

Gambar 2.8 Structure Text [7] ............................................................................................. 12

Gambar 2.9 Sequential Function Chart [7] ......................................................................... 12

Gambar 2.10 Instructrion List [7] ....................................................................................... 13

Gambar 2.11 jenis PLC Modular Merk Omron [8] ............................................................. 14

Gambar 2.12 PLC Jenis Compact Allen Bradley [8] ........................................................... 15

Gambar 2.13 PLC Jenis Compact Siemens [8] ................................................................... 15

Gambar 2.14 PLC Jenis Compact Mitsubishi [8] ................................................................ 16

Gambar 2.15 PLC Jenis Compact Toshiba [8] .................................................................... 16

Gambar 2.16 PLC Jenis Compact Omron [8] ..................................................................... 17

Gambar 2.17 PLC Omron CP1E [9] .................................................................................... 18

Gambar 2.18 Rangakaian Medan Magnet [10] ................................................................... 19

Gambar 2.19 Jenis–Jenis Motor Listrik [10] ....................................................................... 19

Gambar 2.20 Rangkainan Motor DC [11] ........................................................................... 20

Gambar 2.21 Bentuk Kontruksi Stator dan Rotor [13] ........................................................ 22

Gambar 2.22 Motor Induksi Satu Phasa [13] ...................................................................... 23

Gambar 2.23 Motor Induksi Tiga Phasa [15] ...................................................................... 23

Gambar 2.24 Motor Oriental Tipe 51K60GU-ST2F [15] ................................................... 24

Gambar 2.25 Magnetic Kontaktor [16] ............................................................................... 25

Gambar 2.26 Schneider LC1-D09 [17] ............................................................................... 25

Gambar 2.27 Block Diagram Inverter [18] ......................................................................... 26

Gambar 2.28 Variable Voltage Inverter [18]....................................................................... 28

Gambar 2.29 Current Source Inverter [18] ......................................................................... 29

Gambar 2.30 Skema Dasar Pulse Width Modulation Inverter [18] .................................... 30

Gambar 3.1 Desain Prototipe .............................................................................................. 31

Gambar 3.2 Power Source Modul ....................................................................................... 32

Gambar 3.3 Rangkaian Power Source Modul ..................................................................... 33

Gambar 3.4 PLC Modul ..................................................................................................... 34

Gambar 3.5 Rangkaian PLC Modul ................................................................................... 35

Gambar 3.6 Panel Modul ..................................................................................................... 37

Gambar 3.7 Rangkaian Panel Modul .................................................................................. 38

Gambar 3.8 Traffic Light Modul ........................................................................................ 39

Gambar 3.9 Rangkaian Traffic Light Modul ...................................................................... 39

Gambar 3.10 Kontaktor Modul .......................................................................................... 40

Gambar 3.11Rangkaian Kontaktor Modul .......................................................................... 41

Gambar 3.12Inverter Modul ................................................................................................ 42

Gambar 3.13 Inverter modul ............................................................................................... 43

Gambar 4.1 koneksi input power 220 volt .......................................................................... 44

Gambar 4.2 MCB ................................................................................................................ 45

Gambar 4.3 power 220 volt pada port kabel koneksi .......................................................... 45

Gambar 4.4 Koneksi power PLC ......................................................................................... 47

Gambar 4.5 koneksi PLC dengan komputer ........................................................................ 47

Gambar 4.6 Aplikasi CX Programmer ................................................................................ 48

Gambar 4.7 Lambang Direct Online ................................................................................... 48

Gambar 4.8 Menu Direct Online 1 ...................................................................................... 49

Gambar 4.9 Menu Direct Online 2 ...................................................................................... 50

Gambar 4.10 Menu Direct Online 3 .................................................................................... 50



Gambar 4.13 Tampilan Menu Pada PLC............................................................................. 52

Gambar 4.14 Tampilan Menu Pada PLC 2.......................................................................... 52








Gambar 4.22 Tampilan Menu Pada PLC 10........................................................................ 57

Gambar 4.23Tampilan Menu Pada PLC 11......................................................................... 58













Gambar 4.36 Tampilan Menu Pada PLC 24....................................................................... 66












Gambar 4.48 Hard Ware Push Button dan PLC ................................................................. 73

Gambar 4.49 Ladder Diagram Pada Saat Push Button 1 Ditekan ...................................... 74

Gambar 4.50 Hard Ware Push Button 2 dan PLC .............................................................. 75

Gambar 4.51 Ladder Diagram Pada Saat Push Button 2 Ditekan ..................................... 76

Gambar 4.52 Ladder Diagram Proses Turn Off .................................................................. 76

Gambar 4.53 Ladder Diagram Setelah Dimatikan .............................................................. 77

Gambar 4.54 Ladder Diagram 1 ......................................................................................... 79

Gambar 4.55 Ladder diagram 2 .......................................................................................... 80

Gambar 4.56 Selector Switch Pada Posisi Netral / Off ....................................................... 82

Gambar 4.57 Selector Switch Pada Posisi ON 1 ................................................................. 83

Gambar 4.58 Sinyal Input / Output PLC 1 .......................................................................... 84

Gambar 4.59 Push Button 1 Di Tekan ................................................................................. 85


Gambar 4.61 Push Button 2 Di Tekan ................................................................................. 86

Gambar 4.62 Lima detik Setelah Push Button 2 Di Tekan ................................................. 87



Gambar 4.65 Sequence Diagram Traffic Light ................................................................... 89

Gambar 4.66 Ladder Diagram Traffic Light 1 .................................................................... 90

Gambar 4.67 Ladder Diagram Traffic Light 2 .................................................................... 91

Gambar 4.68 Traffic Light Sequence 1 ................................................................................ 94

Gambar 4.69 Sinyal Output PLC Sequence 1 ..................................................................... 95

Gambar 4.70 Ladder Diagram Sequence 1 ......................................................................... 96


Gambar 4.72 Sinyal Output PLC Sequence 2 ..................................................................... 98

Gambar 4.73 Ladder diagram Sequence 2 .......................................................................... 98


Gambar 4.75 Sinyal Output PLC Sequence 3 ................................................................... 100

Gambar 4.76 Ladder Diagram Sequence 3 ....................................................................... 100

Gambar 4.77 Traffic Light Sequence 4 .............................................................................. 100

Gambar 4.78 Sinyal Output PLC Sequence 4 ................................................................... 102





Gambar 4.83 Ladder Diagram Kontaktor Modul ............................................................. 106

Gambar 4.84 Selector Switch Pada Forward Reverse Mode ............................................. 108

Gambar 4.85 Forward Mode ............................................................................................. 108

Gambar 4.86 Sinyal Input / Output PLC ........................................................................... 109

Gambar 4.87 Ladder Diagram Forward Mode ................................................................. 109

Gambar 4.88 Reverse Mode............................................................................................... 110


Gambar 4.90 Ladder Diagram PLC .................................................................................. 111

Gambar 4.91 Selector Switch Pada Star Delta Mode ........................................................ 112

Gambar 4.92 Star Mode .................................................................................................... 112


Gambar 4.94 Ladder Diagram Star Mode ........................................................................ 113

Gambar 4.95 Delta Mode .................................................................................................. 114

Gambar 4.96 Ladder Diagram Delta Mode ...................................................................... 115

Gambar 4.97 Ladder Diagram Inverter Modul ................................................................. 117

Gambar 4.98 Parameter Inverter Mitsubishi S500 ............................................................ 118

Gambar 4.99 Setting Parameter Inverter ........................................................................... 119

Gambar 4.100 Setting Parameter Torque Boost 1 ............................................................. 119

Gambar 4.101 Setting Parameter Torque Boost 2 ............................................................. 120

Gambar 4.102 Setting Parameter Maksimum Frekuensi 1 ................................................ 120

Gambar 4.103 Setting Parameter Maksimum Frekuensi 2 ................................................ 121

Gambar 4.104 Setting Parameter Minimum Frekuensi 1 .................................................. 121

Gambar 4.105 Setting Parameter Minimum Frekuensi 2 .................................................. 122

Gambar 4.106 Setting Parameter Multi Speed ( High Speed ) 1 ....................................... 123

Gambar 4.107 Setting Parameter Multi Speed ( High Speed ) 2 ....................................... 123

Gambar 4.108 Setting Parameter Multi Speed ( Medium Speed ) 1 .................................. 123

Gambar 4.109 Setting Parameter Multi Speed ( Medium Speed ) 2 .................................. 124

Gambar 4.110 Setting Parameter Multi Speed ( Low Speed ) 1 ........................................ 124

Gambar 4.111 Setting Parameter Multi Speed ( Low Speed ) 2 ........................................ 125

Gambar 4.112 Setting Parameter Operation Mode Selection 1......................................... 126

Gambar 4.113 Setting Parameter Operation Mode Selection 2 ....................................... 126

Gambar 4.114 Selector Switch Pada Forward Mode ........................................................ 127

Gambar 4.115 Sinyal Input / Output PLC ......................................................................... 127

Gambar 4.116 Speed Motor Saat Forward Mode ............................................................. 128

Gambar 4.117 Ladder diagram forward Mode ................................................................. 128

Gambar 4.118 Sinyal Input / Output PLC ........................................................................ 129

Gambar 4.119 Speed Motor Saat Low Speed Mode .......................................................... 129

Gambar 4.120 Ladder Diagram Multi Speed ( Low Speed Mode ) ................................... 130


Gambar 4.122 Speed Motor Saat Medium Speed Mode .................................................... 131

Gambar 4.123 Ladder Diagram Multi Speed ( Medium Speed Mode ) ............................. 132


Gambar 4.125 Speed Motor Saat High Speed Mode ......................................................... 133

Gambar 4.126 Ladder Diagram Multi Speed ( high Speed Mode ) ................................... 134

President University 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Meningkatnya teknologi pada zaman sekarang berkembang dengan sangat pesat. Dengan

kondisi sekarang yang seperti ini, akan membuat dampak yang besar pada semua bidang

kehidupan manusia salah satunya pada bidang industri. Berbagai macam industri telah

berkembang pesat seiring dengan tuntutan perkembangan teknologi, dimulai dari teknologi

sederhana hingga teknologi yang lebih kompleks untuk memenuhi kebutuhan industri.

Perkembangan di bidang teknologi salah satu contohnya adalah di bidang kontrol. Pada

bidang kontrol sendiri teknologi berkembang dengan sangat pesat, bahkan pada mesin-

mesin industri zaman sekarang tidak lagi menggunakan sistem kontrol manual yang

menggunakan banyak komponen, melainkan sudah beralih menggunakan sistem yang lebih

modern yaitu menggunakan sistem PLC (Programmable Logic Controller).

PLC adalah sebuah rangkaian elektronik yang dapat mengerjakan berbagai fungsi-fungsi

kontrol pada level-level yang kompleks. Sistem kontrol menggunakan PLC lebih efisien

dibandingkan dengan sistem kontrol dengan alat lain seperti Relay dan Kontaktor yaitu :

1. PLC dibuat untuk bekerja dengan sistem yang rumit dan untuk jangka waktu yang lama.

2. PLC dikontrol dengan sangat mudah untuk pemrograman dan dapat dirubah sesuai

dengan aplikasi yang di inginkan.

3. PLC dapat menggantikan berbagai alat kontrol lainnya seperti Relay, Timer, Kontaktor

dan beberapa alat kontrol lainnya, karena di dalam PLC sudah terdapat sistem dengan

alat–alat tersebut.

4. Apabila terjadi kesalahan didalam pemrograman, maka PLC dapat menemukan

kesalahan dengan mudah karena memiliki program compiler (program untuk

menemukan kesalahan).

Karena PLC sangat dibutuhkan di bidang industri, maka sudah sewajarnya mahasiswa

jurusan Teknik Elektro President University untuk dapat menguasai cara pengoperasian

dan pemrograman PLC. Akan tetapi di laboratorium Teknik Elektro belum memiliki

fasilitas untuk mendukung mahasiswa dalam mempelajari PLC. Sehingga dibuatlah skripsi


ini dengan judul “ Perancangan Trainer PLC Omron CP1E Untuk Simulasi Modul

Panel, Modul Traffic Light, Modul Kontaktor Dan Modul Inverter “.

1.2 Rumusan Masalah

Sehubungan dengan judul dan pembahasan di atas dapat dirumuskan masalah sebagai

berikut:

1. Bagaimana cara merancang PLC trainer agar dapat berguna untuk mahasiswa Teknik

Electro.

2. Bagaimana membuat PLC menjadi lebih mudah dipelajari.

3. Bagaiman cara mengaplikasikan sistem PLC dengan contoh sistem kontrol yang ada di

dunia industri.

1.3. Tujuan

Tujuan pembuatan alat peraga ini adalah:

1. Membuat modul Trainer PLC yang ditambahkan dengan beberapa contoh modul lain,

agar penggunaan PLC dapat dipraktikan secara langsung.

2. Modul Trainer PLC dapat menjalankan beberapa contoh simulasi dan dapat

dikombinasikan antara satu modul dengan modul yang lain.

1.4. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah

Pada skripsi ini, akan menitik beratkan implementasi masing-masing komponen yang

terdiri dari :

1. PLC yang di gunakan tipe Omron CP1E.

2. PLC Omron CP1E digunakan sebagai pusat kontrol dari Trainer PLC yang dibuat.

3. Pengoperasian dari aplikasi sistem di jalankan secara langsung tidak melalui perangkat

tambahan seperti layar HMI, koneksi jaringan dan perangkat tambahan lainnya.

4. Bahasa yang digunakan adalah ladder diagram.


1.5. Sistematika Penulisan

Agar sistematis dalam penguraian penulisan skripsi ini dibagi menjadi 5 BAB dan setiap

bab akan dibagi menjadi beberapa sub bab yang lebih rinci. Adapun sistematika

penulisannya adalah sebagai berikut:

BAB I : Pendahuluan, bab ini akan terdiri dari latar belakang, landasan masalah,

tujuan, ruang lingkup dan batasan masalah serta sistematika penulisan.

BAB II : Dasar Teori dan Spesifikasi Desain, bab ini akan menjelaskan keseluruhan

teori dari perangkat keras dan perangkat lunak yang diaplikasikan dalam pembuatan alat

peraga dalam skripsi ini.

BAB III : Implementasi, bab ini akan membahas tentang implementasi desain

perangkat keras dan perangkat lunak alat peraga yang telah dibahas pada bab sebelumnya.

BAB IV : Pengujian, bab ini akan membahas serta membuat data hasil pengujian serta

analisa dari alat peraga yang telah dibuat.

BAB V : Kesimpulan dan Saran, bab ini memaparkan kesimpulan berdasarkan hasil

pengujian dan saran yang diajukan terkait penelitian selanjutnya.


BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Pengertian Alat Trainer

Alat Trainer adalah suatu alat yang dapat digunakan dan dimanfaatkan untuk proses

pembelajaran dari materi–materi yang bersifat abstrak atau kurang nyata untuk dipahami

sehingga menjadi mudah dan jelas untuk dipelajari sehinggga dapat merangsang pikiran,

perasaan dan rasa ingin tahu dari mahasiswa untuk belajar lebih giat. Fungsi dari alat

trainer antara lain:

1. Alat trainer berfungsi sebagai alat untuk mempermudah proses pembelajaran dengan

tujuan untuk meningkatkan semangat belajar mahasiswa.

2. Alat trainer berfungsi untuk mempercepat proses pembelajaran karena mahasiswa dapat

praktik secara langsung.

3. Alat trainer bermanfaat untuk mendukung kompetensi mahasiswa dalam bidang kontrol

khususnya PLC pada dunia industri.

2.2. Pengertian Sistem Kontrol

Sistem kontrol atau sistem kendali adalah suatu elemen yang sangat penting dalam dunia

industri untuk menjamin proses industri dapat berjalan dengan baik. Tujuan utama dari

suatu sistem kontrol adalah untuk menjaga nilai output agar tetap pada program yang telah

ditentukan (Setting point), mengatur mesin–mesin industri untuk bekerja sesuai dengan

program yang telah di tentukan, dan dapat dikendalikan dengan lebih mudah dibandingkan

dengan menjalankan secara manual.

Sistem kontrol dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu:

1. Sistem kontrol umpan balik (Feedback control system).

2. Sistem kontrol sekuens (Sequencetial control system).


Sistem Kontrol Umpan Balik 2.2.1

Sistem kontrol umpan balik bekerja dengan mendeteksi nilai output proses dan

membandingkan dengan nilai set point. Nilai error (perbedaan antara output proses dengan

nilai set point) digunakan sebagai dasar penentuan sinyal kontrol yang akan diberikan pada

sistem proses [1]. Prinsip sistem kontrol umpan balik diperlihatkan pada Gambar 2.1

berikut.

Gambar 2.1 Sistem Kontrol Umpan Balik [1]

Pada Gambar 2.1 adalah salah satu contoh dari sistem kerja umpan balik, yaitu sistem

Thermostat dari alat pendingin udara (Air Conditioner).

1. Sensor akan membaca dan mengukur output yg di ukur, contoh nya suhu, level dan

sebagainya.

2. Hasil dari pengukuran akan dibandingkan nilainya dengan nilai set point yang telah

diinginkan / tentukan dalam komparator, hasil dari komparasi ini akan menimbulkan

perbedaan nilai / error yang kemudian di kirmkan ke sistem kontrol.

3. Kontroler akan merubah besarnya input, sehingga nilai output akan dipertahankan

supaya hasilnya sama dengan nilai set point [1].

Sistem Kontrol Sekuens 2.2.2

Sistem kontrol sekuens merupakan sistem kontrol yang berfungsi untuk menjalankan suatu

urutan tertentu untuk menjalankan proses. Urutan–urutan ini dapat meliputi gabungan dari

beberapa proses untuk menjalankan proses lain yang lebih kompleks, pada umumnya

sistem kontrol sekuens di dunia industri dijalankan oleh suatu kontroler khusus dan di

kenal dengan PLC (Programmable Logic Controller) [2].


PLC (Programmable Logic Controller) 2.3

PLC (Programmable Logic Controller) adalah sebuah rangkaian elektronik yang dapat

mengerjakan berbagai fungsi-fungsi kontrol pada level-level yang kompleks [3]. Beberapa

proses yang dapat di kontrol misalnya berupa variabel atau rangkaian suatu mesin yang

dirancang untuk berjalan kontinyu seperti pada mesin–mesin industri, atau sistem yang

hanya melibatkan kontrol dua keadaan (on/off) tetapi diseting untuk berjalan berulang–

ulang, contohnya pada mesin konveyor, lampu lalu lintas dan lain sebagainya. Gambar 2.2

berikut menunjukan konsep kontrol yang di jalankan oleh sebuah PLC.

Gambar 2.2 Konsep Pengontrolan PLC [4]

2.3.1 Elemen–Elemen PLC

PLC (Programmable Logic Controller) terdiri dari beberapa komponen, yaitu prosesor,

power supply, memori dan modul input/output. Didalam sebuah PLC terdapat ratusan atau

bahkan ribuan relay, counter, timer dan elemen–elemen lainnya (Gambar 2.3). Tetapi

komponen tersebut bukanlah elemen berupa fisik, melainkan hanya simulasi dari suatu


algoritma dalam register.

Gambar 2.3 Elemen–Elemen PLC [5]

Input relay adalah elemen yang berfungsi untuk menerima sinyal input dari switch,

sensor dan sinyal input lainnya.

Internal utility relay adalah elemen relay simulasi yang memungkinkan PLC mampu

menggantikan fungsi dari eksternal relay.

Counter adalah elemen PLC yang mampu melakukan perhitungan data.

Output relay adalah elemen PLC yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal on / off pada

komponen listrik.

Timer adalah elemen PLC yang berfungsi untuk melakukan perhitungan waktu.

Data storage adalah elemen PLC yang berfungsi untuk menyimpan data matematik

maupun data manipulasi [5].

2.3.2 Cara Kerja PLC

Secara fungsional interaksi anatara komponen–komponen PLC yaitu prosesor, power

supply, memori dan model input/output dapat di jelaskan melalui Gambar 2.4 di bawah ini.

Gambar 2.4 Interaksi Komponen–Komponen Sistem PLC [5]

Dalam sistem PLC, prosesor bertugas untuk mengontrol peralatan luar yang terhubung

dengan modul output dengan perangkat input serta program ladder yang tersimpan pada

memori PLC tersebut.


Sistem PLC akan bekerja sesuai dengan perintah dari program yang telah dimasukkan

dalam PLC. Sinyal input dalam bentuk logika biner akan diterima oleh PLC dan dijalankan

berdasarkan program yang telah dimasukkan untuk menghasilkan sinyal output yang juga

dalam bentuk biner. Urutan cara kerja PLC di ilustrasikan melalui Gambar 2.5 berikut.

Gambar 2.5 Cara Kerja PLC [5]

Langkah 1 (check input status), PLC akan memeriksa keadaan dari setiap sinyal input

yang sudah diterima, apakah kondisinya on atau off.

Langkah 2 (execute program), langkah selanjutnya adalah program yang di terima PLC

akan dijalankan dalam satu waktu. Misalkan input 1 dalam keadaan on, maka output 1

juga harus dalam keadaan on.

Langkah 3 (update output status), langkah terakhir PLC akan melakukan update

terhadap status output. PLC akan melakukan update output berdasarkan sinyal input

yang sudah diterima dan eksekusi yang sudah dilakukan berdasarkan program yang

telah dimasukkan [5].

Jika ketiga langkah tersebut sudah dilakukan, maka PLC akan kembali ke langkah awal

dan mengulang secara terus menerus sesuai dengan program yang telah dimasukkan ke

PLC.

2.3.3 Bahasa Pemrograman PLC

Berdasarkan Standart Internasional IEC-61131-3, bahasa pemrograman PLC ada 5 macam

yaitu [7]:

1. Ladder Diagram

2. Function Block Diagram

3. Structure Text

4. Sequential Function Chart


5. Instruction List

2.3.3.1 Ladder Diagram

Diagram tangga digunakan untuk menggambarkan suatu rangkaian atau program secara

sederhana. Diagram ini diadopsi dari program relay logic control. Diagram tangga terdiri

dari sebuah garis lurus vertical disebelah kiri yang memanjang, disebut juga dengan bush

bar dan garis lurus vertikal disebelah kanan yang disebut garis cabang atau garis intruksi.

Simbol–simbol yang digunakan pada diagram ladder diantaranya sebagai berikut [6]:

: Load merupakan input PLC

: Coil / kumparan merupakan output PLC

Untuk menggambar ladder ada beberapa hal yang menjadi proses dasar, adalah sebagai

berikut:

1. Pada ladder diagram, garis vertikal sebelah kiri dapat diartikan sebagai sisi positif dari

sumber tegangan, sedangkan garis vertikal sebelah kanan adalah sisi negative dari

sumber tegangan. Arus listrik akan mengalir dari kiri ke kanan melalui rangkaian logika

pada setiap baris.

2. Setiap baris mewakili satu rangkaian logika proses kontrol.

3. Cara membaca diagram ini adalah dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah.

4. Saat PLC diaktifkan, proses scanning berkerja pada semua baris program sampai

selesai. Dimulai dari kiri ke kanan baris paling atas, lalu turun ke baris dibawahnya

kemudian dilanjutkan dari kiri ke kanan seterusnya hingga ujung kanan baris terbawah.

Proses ini sering disebut dengan cycle dan waktu yang diperlukan untuk 1 kali proses

adalah cycle time atau scan time.

5. Setiap baris umumnya harus dimulai dengan input dan diakhiri setidaknya oleh 1 buah

output. Input yang akan memberi perintah pada PLC melalui kontak, sedangkan output

memberi perintah perangkat yang dihubungkan pada PLC [6].


Gambar 2.6 berikut adalah contoh ladder diagram.

Gambar 2.6 Ladder Diagram

2.3.3.2 Function Block Diagram

Bahasa pemrograman ini berpusat pada hubungan antara variabel input dengan output

berupa gambar blok-blok diagram dan dalam blok–blok tersebut terdapat fungsi–fungsi

tertentu [7].


Gambar 2.7 berikut adalah contoh function block diagram.

Gambar 2.7 Function Block Diagram [7]

2.3.3.3 Structure Text

Bahasa pemrograman ini termasuk high level language dimana biasa digunakan untuk

berberapa prosedur yang kompleks menggunakan bahasa inti untuk menyatakan kondisi

dari step yang berbeda. Bahasa yang digunakan mirip dengan bahasa pemrograman pascal

[7].


Gambar 2.8 berikut adalah contoh structure text.

Gambar 2.8 Structure Text [7]

2.3.3.4 Sequential Function Chart

Bahasa pemrograman ini dibuat dengan sistem chart yang mempresentasikan setiap step ke

dalam hubungan–hubungan transisi. Didalam chartnya sudah terdapat urutan langkah–

langkah, transisi dan percabangan [7].

Gambar 2.9 berikut adalah contoh sequential function chart.

Gambar 2.9 Sequential Function Chart [7]


2.3.3.5 Instruction List

Bahasa instruction list sering digunakan untuk menjalankan PLC dengan alat PLC

CONSOLE. Bahasa ini merupakan cara membaca dari bahasa Ladder Diagram. Jadi

bahasa ini tidak memakai garis ataupun switch melainkan memakai angka dan huruf [7].

Gambar 2.10 berikut adalah contoh instruction list.

Gambar 2.10 Instructrion List [7]

2.3.4 Jenis–Jenis PLC

Di dalam dunia industri saat ini, hampir semua mesin–mesin industri menggunakan PLC

sebagai pengontrol suatu program. Pada kondisi saat ini PLC dibagi menjadi 2 tipe yang

dibedakan berdasarkan ukuran dan kemampuan nya, berikut adalah beberapa jenis dari

PLC:

1. Tipe Modular

Ciri–ciri PLC jenis ini adalah:

Komponen–komponennya terpisah ke dalam modul.

PLC jenis ini berukuran besar.

Memungkinkan untuk penambahan jumlah input output, sehingga jumlah input

output lebih banyak.

Dapat ditambah dengan modul–modul khusus.


Gambar 2.11 berikut adalah contoh PLC modular dari Omron.

Gambar 2.11 jenis PLC Modular Merk Omron [8]

2. Tipe Compact

Ciri–ciri PLC jenis ini adalah:

Seluruh komponen seperti power supply, CPU, modul input output dan modul

komunikasi tergabung menjadi satu.

PLC jenis ini umumnya berukuran kecil (compact).

Mempunyai jumlah input dan output sedikit dan tidak dapat ditambah.

Tidak dapat ditambah modul–modul khusus.


Contoh PLC jenis compact:

Gambar 2.12 dan Gambar 2.13 berikut contoh dari PLC compact buatan Allen Bradley

dan Siemens.

Gambar 2.12 PLC Jenis Compact Allen Bradley [8]

Gambar 2.13 PLC Jenis Compact Siemens [8]


Gambar 2.14 dan Gambar 2.15 berikut contoh dari PLC compact buatan Mitsubishi dan

Toshiba.

Gambar 2.14 PLC Jenis Compact Mitsubishi [8]

Gambar 2.15 PLC Jenis Compact Toshiba [8]


Gambar 2.16 berikut contoh dari PLC compact buatan Omron.

Gambar 2.16 PLC Jenis Compact Omron [8]

Mesin–mesin industri jaman sekarang menggunakan PLC sebagai pusat dari kontrol mesin,

dari mesin sederhana hingga mesin dengan program yang mempunyai banyak input dan

output. PLC jenis compact lebih banyak di pakai untuk mesin–mesin sederhana, karena

PLC jenis compact banyak terdapat di pasar elektronik. Dengan cara memprogram yang

mudah di pelajari dan harga yang terjangkau, maka saya memilih PLC jenis compact dari

Omron dengan tipe CP1E menjadi alat skirpsi untuk media pembelajaran.

PLC Omron Tipe CP1E 2.4

PT Omron Manufacturing merupakan perusahaan pemimpin global di bidang otomasi.

Salah satu produknya yang banyak dijumpai di pasaran dan di berbagai aplikasi adalah

PLC Omron tipe CP1E. Sisi ekonomis menjadi keunggulan dari PLC Omron tipe CP1E,

dengan harga yang terjangkau dan mudah cara pemrogramannya, PLC ini banyak

digunakan untuk mesin–mesin industri. Gambar 2.17 menunjukkan bentuk fisik PLC

Omron tipe CP1E.


Gambar 2.17 PLC Omron CP1E [9]

PLC Omron tipe CP1E memberikan banyak kemudahan kepada pengguna. Salah satunya

yaitu memiliki port peripheral dengan port USB. Semua unit CPU CP1E menggunakan

USB berkecepatan tinggi untuk semua port peripheral. Port ini mempermudah untuk

disambungkan ke perangkat lunak lainnya dengan menggunakan kabel USB yang tersedia

secara komersial. Tanpa perlu kabel konversi USB atau kabel khusus, sehingga menjadi

lebih mudah dan lebih murah. PLC tipe CP1E dilengkapi dengan perhitungan kecepatan

tinggi, keluaran pulsa dan port serial built in.

Motor Listrik 2.5

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi

mekanik ini dapat dimanfaatkan untuk keperluan industri misalnya, untuk proses cooling

tower, bor listrik, atau blower. Dalam kehidupan rumah tangga juga dapat dimanfaatkan

untuk mixer, kipas angin atau pompa air. Motor listrik adalah peran utama dari berjalannya

dunia industri, hampir semua peralatan elektronik di dunia industri menggunakan motor

listrik [10].

2.5.1 Prinsip Kerja Motor Listrik

Prinsip kerja dari motor listrik dapat di jelaskan yaitu [10]:

Arus listrik yang melewati medan magnet akan menghasilkan gaya.

Apabila kawat yang dialiri arus listrik dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran / loop,

maka pada kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan

gaya pada arah yang berlawanan.


Kedua sisi medan magnet akan menghasilkan tenaga putar / torque untuk memutarkan

kumparan.

Tenaga putaran dapat diatur oleh banyaknya loop pada dinamonya, medan magnetnya

dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Gambar 2.18 berikut adalah rangakaian medan magnet.

Gambar 2.18 Rangakaian Medan Magnet [10]

2.5.2 Jenis–Jenis Motor Listrik

Motor listik dibedakan menjadi beberapa jenis, Gambar 2.19 berikut adalah gambaran

untuk jenis–jenis motor listrik.

Gambar 2.19 Jenis–Jenis Motor Listrik [10]


2.5.3 Motor Listik DC

Motor listrik DC adalah motor yang digerakkan oleh tegangan dengan arus searah atau

arus DC. Untuk ukuran motor jenis DC biasanya memiliki ukruan yang lebih kecil

dibandingkan dengan motor listik AC. Motor listrik DC dibedakan menjadi dua jenis, yaitu

motor sumber daya terpisah (separately exited) dan motor dara sendiri (self exited) [11].

Gambar 2.20 berikut ilustrasi untuk gambar rangkaian motor DC.

Gambar 2.20 Rangkainan Motor DC [11]

Motor Sumber Daya Terpisah (Separately Exited)

Pada motor DC sumber daya terpisah untuk sumber arus listrik kumparan medan (field

winding) terpisah dengan sumber arus listrik untuk kumparan angker (armature coil),

seperti terlihat pada Gambar 2.14.Motor jenis ini umumnya digunakan untuk penelitian di

laboratorium dan peralatan–perlatan khusus [11].

Motor DC Sumber Daya Sendiri (Self Exited)

Pada motor DC sumber daya sendiri untuk kumparan medan (field winding) dihubungkan

secara seri, paralel ataupun kombinasi seri paralel dengan kumparan angker (armature

winding). Untuk motor DC ini terbagi menjadi tiga jenis, yaitu [11]:

1. Motor DC Tipe Shunt


Motor DC tipe shunt kumparan medannya dihubungkan paralel dnegan kumparan angker

(armature winding). Motor DC tipe ini memiliki kecepatan yang konstan, meskipun terjadi

perubahan beban saat motor berjalan, hal ini terjadi karena kumparan medan dan kumparan

angker di hubungkan secara paralel, maka toltal arus listrik merupakan perjumlahan dari

arus yang melalui kumparan angker [11].

2. Motor DC Tipe Seri

Motor DC tipe seri adalah motor DC yang kumparan medannya dihubungkan secara seri

dengan kumparan angker. Oleh karena itu, arus listrik pada kumparan medan akan sama

dengan arus listrik pada kumparan angker. Kecepatan motor dipengaruhi oleh beban yang

di berikan pada motor. Motor DC jenis ini tidak boleh digunakan tanpa adanya beban,

karena motor dapat berputar cepat tanpa kendali [11].

3. Motor DC Tipe Gabungan / Campuran

Motor DC tipe gabungan adalah gabungan dari motor DC tipe shunt dan motor dc tipe seri.

Pada motor jenis ini, terdapat dua kumparan medan (field winding) yang dihubungkan

secara paralel dan seri dengan kumparan angker (armature winding). Motor Dc jenis

gabungan mempunyai karakteristik seperti motor DC tipe seri yang memiliki torsi awal

yang tinggi dan karakteristik motor DC tipe shunt yang mempunyai kecepatan kontan [11].

Motor Listrik AC 2.6

Motor listrik AC adalah motor yang di gerakan oleh arus listrik bolak – balik atau AC.

Motor jenis ini dibegi menjadi dua jenis, yaitu [12]:

1. Motor AC Jenis Sinkron

Motor jenis sinkron adalah motor listrik AC yang pada kondisi steady, kecepatan rotor nya

tersinkronisasi atau sebanding dengan frekuensi gelombang arus AC. Prinsip motor jenis

ini terletak pada sistem eksitasi rotornya, rotor motor sinkron memiliki kutub magnet

dengan posisi yang tetap. Karena kutub magnet tersebut terkunci oleh medan magnet yang

dibangkitkan di stator, sehingga saat medan magnet stator berputar akibat aliran listrik AC,

rotor motor akan ikut berputar dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan gelombang

listrik [12].


2. Motor AC Jenis Induksi

Motor induksi adalah jenis motor listrik yang bekerja berdasarkan induksi electromagnet.

Motor induksi mempunyai sumber listrik yaitu di sisi stator, dan sistem kelistrikan di sisi

rotornya di induksikan dengan melalui celah udara dari stator dengan media electromagnet

[12]. Motor induksi terbagi menjadi dua jenis, yaitu:

Motor Induksi Satu Phasa

Konstruksi dari motor induksi satu phasa terdiri dari dua komponen, yaitu stator dan rotor.

Stator adalah bagian dari motor yang tidak bergerak sedangkan rotor adalah bagian yang

bergerak. Gambar 2.21 adalah bentuk dari stator dan rotor.

Gambar 2.21 Bentuk Kontruksi Stator dan Rotor [13]

Gambar 2.22 adalah contoh motor induksi satu phasa.


Gambar 2.22 Motor Induksi Satu Phasa [13]

Motor induksi tiga Phasa

Motor induksi tiga phasa adalah motor yang bekerja memanfaatkan beda phasa pada

sumber untuk membuat gaya putar pada rotornya. Motor tiga phasa memiliki dua bagian

poko yaitu stator dan rotor, dimana bagian tersebut dipisahkan oleh celah udara yang

sempit atau disebut juga air gap [14]. Gambar 2.23 berikut kontruksi dari motor induksi

tiga phasa.

Gambar 2.23 Motor Induksi Tiga Phasa [15]

Kelebihan dan kekurangan motor induksi tiga phasa yaitu [15]:

1. Kelebihan Motor Induksi Tiga Phasa

Kontruksi motor sangat kuat dan sederhana.

Harga motor murah.

Effesiensi relatif tinggi dalam keadaan normal.

Perawatan lebih mudah.

2. Kekurangan Motor Induksi Tiga Phasa

Kecepatan sulit dikontrol.

Membutuhkan arus yang besar saat start.


Dengan mempertimbangkan kelebihan dan kekurangan dari motor induksi tiga phasa,

maka dalam skripsi yang saya kerjakan melilih menggunakan motor induksi tiga phasa

dengan merk motor Oriental tipe 51K60GU-ST2F untuk media pembelajaran. Gambar

2.24 berikut adalah motor Oriental tipe 51K60GU-ST2F.

Gambar 2.24 Motor Oriental Tipe 51K60GU-ST2F [15]

Kontaktor Magnet (Magnetic Contactor) 2.7

Kontaktor magnet adalah sakelar daya yang berkerja berdasarkan sistem magnet. Magnet

akan bekerja apabila kumparan magnet atau biasa disebut coil dialiri arus listrik, yang

kemudian menimbulkan daya magnet pada coil yang dapat menggerakan kontak magnet.

Didalam kontaktor magnet terdapat kontak NO (normally open) dan kontak NC (normally

close). Apabila coil dialiri arus listrik, maka kontak NO akan menjadi NC dan kontak NC

akan menjadi NO, dan apabila arus listrik pada coil diputus, maka kontak pada kontaktor

akan kembali seperti semula.


Gambar 2.25 adalah kontak magnetic kontaktor.

Gambar 2.25 Magnetic Kontaktor [16]

Kontaktor magnet mudah ditemukan di pasar elektronik, dan jenisnya berbeda–beda sesuai

dengan kegunaan dari suatu sistem rangkaian. Pada skipsi yang saya kerjakan, kontaktor

magnet yang digunakan adalah merk Schneider tipe LC1-D09.

2.7.1 Kontaktor Magnit Schneider tipe LC1-D09

Kontaktor magnet tipe ini adalah perangkat pengendali otomatis, dengan kapasitas kontak

utama mencapai 9A dan sangat cocok untuk aplikasi motor 3 phasa dengan power 380

Volt. Gambar 2.26 berikut adalah kontaktor magnet Schneider LC1-D09.

Gambar 2.26 Schneider LC1-D09 [17]


Kontaktor magnet jenis ini mempunyai tiga NO utama dan memiliki satu NO dan NC

tambahan, sehingga kontaktor jenis ini sangat tepat apabila digunakan untuk rangkaian

motor.

Inverter (Variable Speed drive) 2.8

Inverter merupakan alat untuk mengatur kecepatan putaran motor dengan cara mengubah

frekuensi listrik sesuai dengan kecepatan motor yang diinginkan. Secara sederhana prinsip

dasar dari Inverter (Variabel Speed Drive) adalah mengubah input motor (listrik AC)

menjadi DC dan kemudian dijadikan AC lagi dengan frekuensi yang ditentukan, sehingga

motor dapat dikontrol sesuai dengan kecepatan yang diinginkan [18].

Variable Speed drive atau singkatnya disebut dengan inverter adalah solusi aplikasi yang

membutuhkan kemampuan pengaturan motor lebih lanjut. Contohnya pengaturan putaran

motor sesuai bebannya atau sesuai nilai yang kita inginkan. Penggunaan inverter bisa

untuk aplikasi motor AC maupun DC. Istilah inverter sering digunakan untuk aplikasi AC.

Ketika kontrol motor tidak lagi sekedar ON / OFF saja maka sudah saatnya menggunakan

variable speed drive. Sebuah alat yang mampu untuk menawarkan fungsi pengontrolan

motor yang lebih lanjut. Gambar 2.27 berikut adalah block diagram inverter.

Gambar 2.27 Block Diagram Inverter [18]

Inverter ini sendiri terdiri dari beberapa sirkuit penting yaitu sirkuit converter (yang

berfungsi untuk mengubahnya daya komersial menjadi DC serta menghilangkan ripple

atau kerut yang terjadi pada arus ini, serta sirkuit inverter frekuensi yang dapat diatur-atur).

Inverter juga memiliki sebuah sirkuit pengontrol.

Salah satu keuntungan jika menggunakan inverter adalah, putaran motor atau mesin dapat

dikembalikan sesuai dengan kebutuhan dan keinginan kita, sehingga dapat mencapai


kapasitas produksi yang maksimal dan mempunyai jangkauan kecepatan yang lebih besar,

mempunyai pola untuk hubungan tangan dan frekuensi, mempunyai fasilitas penunjukan

meter, serta lebih aman dan meminimalisir konsumsi energi dan untuk mengurangi arus

starting.

Mesin-mesin sentrifugal modern telah memanfaatkan Variabel Speed Drive (VSD) sebagai

alat pengatur kecepatan. Pegatur kecepatan atau VSD, baik itu frequency Inverter maupun

DC-Converter, dapat memberikan pengaturan percepatan dan perlambatan yang lembut

pada mesin sentrifugal dan pada saat yang sama dapat memberikan torsi keluaran sampai

100 %. Aplikasi inverter speed drive banyak diperlukan dalam industri. Inverter

menggunakan frekuensi tegangan masuk untuk mengatur speed motor.

Jadi dengan memainkan perubahan frekuensi tegangan yang masuk pada motor, speed

akan berubah. Karena itu inverter disebut juga Variabel frequensi drive.

Untuk bagian inverter, rangkaian PWM diatas menggunakan divais elektronika daya

“Insulated Gate Bipolar Transitor” (IGBT), IGBT memiliki kemampuan pemyaklaran yang

sanggat tinggi hingga ribuan kali per detik dimana dapat aktif kurang dari 400 nano detik

dan mati dalam waktu 500 nano detik.

IGBT dibangun oleh sebuah gate, kolektor dan emitor. Saat gate diberikan tengangan

positive (biasanya + 15 VDC), arus akan mengalir melalui kolektor dan emitor. IGBT akan

mati saat tegangan dihilangkan dari gate. Selama kondisi mati. Tegangan gate IGBT akan

ditahan pada nilai tegangan negative kondisi mati, tegangan gate IGBT akan ditahankan

pada nilai tegangan yang kecil sekitar - 15 VDC untuk mencegah agar tidak hidup dengan

sendirinya [18].

2.8.1 Jenis–Jenis Iverter

1. Variable Voltage Inverter

Jenis inverter ini menggunakan konverter jembatan SCR untuk mengubah tegangan input

AC ke DC. SCR adalah komponen elektronika daya yang memiliki kemampuan untuk

mengatur nilai tegangan DC mulai dari 0 hingga mendekati 600 VDC. Induktor L1 sebagai

choke dengan kapasitor C1 membentuk bagian dengan istilah DC-link yang membantu


memperhalus kualitas tegangan DC hasil konversi. Bagian inverter sendiri terdiri dari

kumpulan divais penyaklaran seperti: thyristor, transistor bipolar, MOSFET atau IGBT.

Gambaran berikut menunjukkan inverter yang menggunakan transistor bipolar. Pengatur

logika, biasanya dalam bentuk kartu elektronik, yang memiliki komponen utama sebuah

mikroprosesor akan mengatur kapan waktu transistor-transistor inverter hidup atau mati

untuk menghasilkan tegangan dan frekuensi yang bervariasi untuk dilanjutkan ke motor

sesuai bebannya.

Gambar 2.28 berikut rangkaian untuk variable voltage inverter.

Gambar 2.28 Variable Voltage Inverter [18]

Tipe inverter ini menggunakan enam langkah untuk menyelesaikan satu putaran 360° (6

langkah masing-masing 60°). Oleh karena hanya enam langkah, inverter jenis ini memiliki

kekurangan yaitu torsi yang pulsatif (peningkatan / penurunan nilai yang mendadak) setiap

penyaklaran terjadi. Dan ini dapat ditemui pada operasi kecepatan rendah seiring variasi

putaran motor. Istilah teknis dari putaran yang bervariasi ini adalah cogging. Selain itu,

bentuk gelombang sinyal keluaran yang tidak sinusoidal sempurna mengakibatkan

pemanasan berlebih di motor yang mengakibatkan motor mesti dijalankan di bawah nilai

rating-nya.

2. Current Source Inverter (SCI)

Jenis inverter satu ini menggunakan SCR untuk menghasilkan tegangan DC link yang

bervariasi untuk suplai ke bagian inverter yang juga terdiri dari SCR untuk menyaklarkan

keluaran ke motor. Beda dengan VVI yang mengontrol tegangan, CSI justru mengontrol


arus yang akan disuplai ke motor. Karena inilah pemilihan motor haruslah hati - hati agar

cocok dengan drive. Gambar 2.29 Berikut rangkaian current source inverter.

Gambar 2.29 Current Source Inverter [18]

3. Pulse Width Modulation Inverter (PWM)

Teknik penyaklaran satu ini memberikan output yang lebih sinusoidal dibandingkan dua

jenis inverter sebelumnya. Drive yang menggunakan PWM terbukti lebih efisien

dan memberikan tingkat performa yang lebih tinggi. Sama seperti VVI, sebuah PWM juga

terdiri atas rangkaian konverter, DC link, control logic, dan sebuah inverter.

Biasanya konverter yang digunakan adalah tipe tidak terkontrol (dioda biasa) namun juga

ada yang menggunakan setengah terkontrol atau kontrol penuh. Gambar 2.30

adalah contoh sebuah PWM.


Gambar 2.30 Skema Dasar Pulse Width Modulation Inverter [18]

Untuk bagian inverter, rangkaian PWM diatas menggunakan komponen elektronika daya

“Insulated Gate Bipolar Transistor” (IGBT). IGBT memiliki kemampuan penyaklaran

yang sangat tinggi hingga ribuan kali per detik dimana dapat aktif kurang dari 400 nano

detik dan mati dalam waktu 500 nano detik. IGBT dibangun oleh sebuah gate, kolektor dan

emiter. Saat gate diberikan tegangan positif (biasanya +15VDC), arus akan mengalir

melalui kolektor dan emiter. IGBT akan mati saat tegangan positif dihilangkan dari gate.

Selama kondisi mati, tegangan gate IGBT akan ditahan pada nilai tegangan negatif yang

kecil sekitar -15V VDC untuk mencegah agar tidak hidup dengan sendirinya [18].


BAB III

IMPLEMENTASI

3.1. Penjelasan Implementasi

Pada bab ini membahas tentang modul yang ada di dalam alat trainer, baik desain prototipe

perangkat keras dan rangkaian modul yang digunakanan. Secara umum prototipe ini

menggambarkan beberapa modul yang ada di alat trainer.

3.2. Desain Modul Trainer

Untuk memberikan gambaran modul trainer PLC ini, maka dibuatlah gambar secara

keseluruhan sesuai dengan project yang dibuat. Desain ini berfungsi untuk mempermudah

dalam memahami rangkaian dari modul trainer. Gambar 3.1 menampilkan ilustrasi project

yang di buat.

Gambar 3.1 Desain Prototipe


Modul trainer terbagi menjadi 6 yaitu:

1. Power source modul

2. PLC modul

3. Panel modul

4. Traffic light modul

5. Kontaktor modul

6. Inverter modul

3.3. Power Source Modul

Pada Gambar 3.2 diperlihatkan perangkat keras yang digunakan pada power source modul,

MCB digunakan untuk memutus dan menyambung power 220 volt, lampu indikator

berfungsi sebagai tanda bahwa power telah tersambung pada module ini, dan tersedia port

untuk koneksi power 220 volt yang bisa di hubungkan ke modul lainnya.

Gambar 3.2 Power Source Modul


3.3.1 Gambar Rangkaian

Pada Gambar 3.3 adalah rangkaian dari power source modul. Modul ini berfungsi sebagai

terminal power yang akan disalurkan ke modul lainnya.

Gambar 3.3 Rangkaian Power Source Modul

Pada Gambar 3.3 bagian input power, huruf P adalah phasa, N adalah netral dan G adalah

grounding. P dikoneksikan ke MCB no 2 dan N ke MCB no 4, sedangkan G terkoneksi

langsung ke power tanpa melewati MCB. Dan pada output power, huruf P adalah phasa, N

adalah netral dan G adalah grounding. P dikoneksikan ke MCB no 1 dan N ke MCB no 3

sedangkan G terkoneksi langsung ke power tanpa melewati MCB. Pada port power 220

volt, P adalah phasa dan N adalah netral. Semua phasa disambungkan secara seri antara

phasa dengan pasha, begitu juga dengan netral nya.


3.4. PLC Modul

Pada Gambar 3.4 diperlihatkan perangkat keras yang digunakan pada PLC modul, PLC

yang digunakan adalah Omron CP1E dengan 12 sinyal input dan 8 sinyal output. Pada

modul ini menggunakan power supply dengan input 220 volt dan output 24 volt yang

berfungsi untuk memberi power untuk input PLC. Push button dan togel switch digunakan

untuk variasi kontrol pada rangkaian PLC.

Gambar 3.4 PLC Modul



Pada Gambar 3.5 adalah rangkaian dari PLC modul. Modul ini adalah pusat dari semua

sistem yang akan disimulasikan, karena dari setiap sistem akan menggunakan PLC sebagai

pusat kontrolnya.

Gambar 3.5 Rangkaian PLC Modul

Pada Gambar 3.5, Power supply berfungsi untuk mengubah suplai masukkan listrik

menjadi suplai yang sesuai dengan kebutuhan PLC. COM berfungsi sebagai penghubung

power untuk setiap input PLC, Com dari PLC di koneksikan ke phasa 24 volt dari power

supply sedangkan netral nya di koneksikan ke COM 1, dari COM 1 kemudian di

sambungkan ke COM 2 dan COM 3 sesuai dengan sistem yang dibutuhkan. COM 2 di

koneksi paralel ke setiap Togel switch (TG1 sampai TG11), sedangkan COM 3 di koneksi

paralel ke setiap Push button (PB 1 sampai PB 11). Kemudian keluaran dari setiap Push

button dan Togel switch di koneksi paralel ke input PLC dari no 00 sampai 11 sesuai

dengan alamatnya. Sedangkan COM pada output PLC, berfungsi sama seperti dengan

COM pada input PLC, tapi untuk COM pada output PLC bisa koneksikan ke Phasa atau

Netral sesuai dengan kebutuhan suatu sistem, dan COM hanya bisa dipakai untuk output

sesuai kolom yang ada di PLC.


3.4.2 Alamat I/O PLC Omron CP1E

Channel input pada CP1E yang ini berada pada channel 00CH dengan jumlah input 12

diawali dari 00-11 yang artinya ketika melakukan pemrograman nanti penulisan alamatnya

yaitu "NO_CHANNEL.NO_INPUT " contoh alamat pada nomor 00 ditulis diprogram

dengan 0.00, nomor 01 ditulis dengan 0.01 begitu juga seterusnya sampai alamat 0.11.

Alamat input analog berada di dua channel berbeda yaitu AD0 di 90CH dan AD1 di

91CH, jika kita ingin menampilkan nilai pembacaan pada input analog ini maka kita cukup

menuliskan dengan angka 90 atau 91 saja pada bagian program.

Channel output diskrit berada pada channel 100CH dengan jumlah output sebanyak 8 buah

output diskrit di mulai dari nomor 00-07 penulisannya sama seperti pada input yaitu

"NO_CHANNEL.NO_OUTPUT" contohnya nomor 00 maka ditulis dengan 100.00, nomor

01= 100.01, nomor 02= 100.02 begitu juga seterusnya. Sedangkan untuk output analog

hanya terdiri dari 1 channel dan hanya satu analog output saja yaitu pada channel 190 CH.

3.5. Panel Modul

Pada Gambar 3.6 diperlihatkan perangkat keras yang digunakan pada panel modul.

Terdapat 6 buah lampu indikator yang berfungsi sebagai tanda dari suatu sistem yang di

jalankan, yaitu L1, L2, L3, L4, L5 dan L6 (lampu indikator). PB1 dan PB3 adalah push

button NO (normally open), dimana kondisi sebelum tombol ditekan rangkaian tidak

tersambung, dan setelah ditekan rangkaian akan tersambung. PB2 dan PB4 adalah push

button NC (normally close), dimana kondisi sebelum tombol ditekan rangkaian

tersambung, dan setelah ditekan rangkaian akan terputus. Selector switch berfungsi untuk

mengganti sebuah sistem ke sistem lainnya, terdiri dari dua koneksi NO yang bisa

digunakan untuk dua pilihan sistem. Buzzer digunakan sebagai tanda dari suatu sistem

yang sudah selesai digunakan.


Gambar 3.6 Panel Modul


Pada Gambar 3.7 adalah rangkaian panel modul. Modul ini bisa digunakan untuk proses

simulasi dari suatu sistem mesin industri.


Gambar 3.7 Rangkaian Panel Modul

Pada Gambar 3.7, Netral (N) dari setiap lampu dihubungkan paralel, dan untuk phasa dari setiap

lampu dihubungkan ke port sesuai dengan alamat lampu. Setiap input dan output dari push button,

buzzer dan selector switch dihubungkan ke port masing–masing sesuai dengan alamatnya.

Traffic Light Modul 3.6

Pada Gambar 3.8 diperlihatkan perangkat keras yang digunakan pada traffic light modul.

Simulasi yang digunakan adalah pertigaan jalan, karena sinyal output dari PLC hanya

tersedia 8 output.


Gambar 3.8 Traffic Light Modul


Pada Gambar 3.9 adalah gambar rangkaian dari traffic light modul. Sistem dari modul ini dikontrol

seluruhnya oleh PLC.

Gambar 3.9 Rangkaian Traffic Light Modul


Traffic light 1 terdiri dari 3 lampu yaitu lampu merah, kuning dan hijau. Traffic light 2

terdiri dari 2 lampu yaitu lampu merah dan hijau, dan pada traffic light 3 terdiri dari 3

lampu yaitu lampu merah, kuning dan hijau. Setiap lampu dikoneksikan ke port sesuai

dengan alamat lampu, sedangkan untuk netral (N) dirangkai paralel ke port N.

Kontaktor Modul 3.7

Pada Gambar 3.10 diperlihatkan perangkat keras yang digunakan pada kontaktor modul.

Kontaktor modul ini bisa digunakan untuk berbagai macam simulasi, salah satu contohnya

yang akan diperagakan yaitu simulasi rangkaian motor Star delta.

Gambar 3.10 Kontaktor Modul


Pada Gambar 3.11 adalah gambar rangkaian dari kontaktor modul. Modul ini terdiri dari 3 buah

kontaktor dan 1 buah overload relay. Pada kontaktor 1 dipasang overload relay, yang berfungsi

sebagai pelindung apabila terjadi arus lebih.

.


Gambar 3.11 Rangkaian Kontaktor Modul

Gambar 3.11 Pada kontaktor 1, terdapat 3 NO utama (L1 sampai L6) yang digunakan

untuk koneksi ke motor, dan terdapat 1 NO dan NC tambahan yang digunakan untuk

sistem kontrol. Kotaktor 1 ditambahkan overload relay yang dikoneksi langsung ke NO

utama kontaktor, overload dapat di atur arus maksimum nya sesuai dengan kebutuhan.

Sehingga saat terjadi arus lebih, overload secara otomatis memutus arus di kontaktor. Pada

kontaktor 2 dan 3, memiliki jumlah NO utama seperti kontaktor 1, yaitu 3 NO utama dan 1

NO / NC bantu. Setiap alamat pada kontaktor dikoneksikan ke port kabel sesuai dengan

alamatnya.

Inverter Modul 3.8

Pada Gambar 3.12 diperlihatkan perangkat keras yang digunakan pada inverter modul.

Inverter modul digunakan sebagai simulasi untuk menjalankan suatu sistem kontrol dari

PLC, untuk menggerakkan motor listrik tiga phasa dengan berbagai macam metode. Pada

perakitan alat trainer ini, akan dicoba dua buah metode dalam mengendalikan inverter dari

PLC, yaitu dengan cara forward – reverse dan multi frekeunsi. Berikut tampilan gambar

perencanaan pada inverter modul yang akan dibuat.


Gambar 3.12 Inverter Modul


Pada Gambar 3.13 adalah gambar rangkaian dari inverter modul. Inverter modul memiliki lima

buah internal port alamat kontrol, yang akan berfungsi sebagai pengatur untuk mode

pertama yaitu forward–reverse putaran motor dan mode ke dua yaitu multi frekuensi

kecepatan motor.

Pada modul inverter terdapat tiga buah port input power yaitu berupa phasa, netral dan

grounding, tegangan phasa ke grounding bernilaiu 220 Volt, karena spesifikasi inverter

yang digunakan ialah dengan input tegangan satu phasa 220 volt, ditambahkan tambahan

port grounding sebagai pengaman bila terjadi induksi.


Pada modul inverter terdapat tiga buah port output, berupa terminal U V W dengan

keluaran tegangan tiga phasa 220 volt, port output tersebut akan dihubungkan dengan

motor tiga phasa yang memiliki spesifikasi sama, yaitu tiga phasa 220 volt, sehingga

inverter dalam menggerakkan motor apabila diberi kendali dari PLC.

Gambar 3.13 Inverter modul


BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Pengujian Power Source Modul

Power Source Modul digunakan sebagai catu daya untuk untuk semua perangkat yang ada

pada trainer PLC, catu daya yang digunakan ialah tegangan AC satu phasa 220 Volt, yang

diberi pengaman berupa MCB dengan ukuran 2 Ampere, berfungsi sebagai pengaman pada

Trainer apabila terjadi short cirucit atau kesalahan koneksi saat menggunakan trainer.

Pada modul ini dilakukan pengujian untuk input dan output power 220 volt. Dengan

menggunakan alat multi tester, kita dapat melihat power yang sudah terhubung. Input

power akan melewati MCB sebagai penghubung dan pemutus arus. Gambar 4.1

menunjukkan koneksi input power 220 volt sebelum MCB dihidupkan.

Gambar 4.1 Koneksi Input Power 220 Volt


Setelah input power masuk, langkah selanjutnya adalah atur switch MCB ke posisi ON.

Dapat dilihat seperti Gambar 4.2 berikut.

Gambar 4.2 MCB

Kemudian cek port kabel koneksi untuk koneksi kabel menggunakan multi meter untuk

memastikan power telah masuk, Gambar 4.3 berikut menunjukkan power yang sudah

masuk ke port kabel koneksi.

Gambar 4.3 Power 220 Volt Pada Port Kabel Koneksi


4.2 Pengujian PLC Modul

PLC Modul digunakan sebagai perangkat pengendali utama yang digunakan pada trainer.

PLC menggunakan tegangan AC satu phasa 220 Volt, tegangan tersebut diperoleh dari

modul Power source yang digunakan sebagai catu daya untuk menghidupkan PLC.

PLC memiliki bagian input port sebagai masukkan perintah kendali, input PLC dapat

berupa tombol atau sensor–sensor yang digunakan pada suatu sistem kendali, input

tersebut akan diproses dengan bahasa pemrograman PLC berupa Ladder Diagram untuk

mengeksekusi perintah yang telah dibuat pada program.

PLC memiliki bagian output port sebagai keluaran dari perintah kendali, output PLC

berupa kontak yang memutuskan dan menghubungkan suatu perangkat yang dikendalikan.

Sama seperti input, output PLC mengeksekusi perintah yang telah dibuat pada Bahasa

pemrograman Ladder Diagram yang diatur sesuai kebutuhan suatu sistem kendali. Output

PLC dapat berupa sebuah lampu indicator, Motor atau actuator–actuator lainnya yang

berfungsi untuk menggerakkan suatu sistem kendali.

Modul PLC di uji pada beberapa bagian, yaitu pengujian pada bagian Power Source,

Komunikasi PLC dengan computer, pengujian Input PLC dan pengujian output PLC.

Pengujian dilakukan agar dapat diketahui apakah bagian–bagian PLC dapat berfungsi

sesuai dengan spesifikasinya, sehingga PLC dapat digunakan sebagai pengendali utama

pada trainer, berikut akan dijelaskan hasil dari pengujian pada bagian–bagian PLC.


4.2.1 Pengujian Power Input PLC

Pada Gambar 4.4 adalah koneksi antara power source modul dengan PLC modul.

Gambar 4.4 Koneksi Power PLC

Dimana port untuk power PLC dikoneksikan ke port kabel power source modul. Apabila

power 220 volt AC sudah diterima PLC, maka lampu indicator pada PLC akan menyala.

4.2.2 Pengujian Komunikasi PLC Dengan Komputer

Pada Gambat 4.5 berikut adalah tanda terhubung nya antara PLC dengan komputer.

Gambar 4.5 Koneksi PLC Dengan Komputer


Dapat dilihat perbedaan antara kolom sebelum koneksi dan sesudah koneksi (Gambar 4.2),

pada saat PLC sudah terkoneksi dengan komputer, akan muncul OMRON SYSMAC PLC

DEVICE, ini menunjukan komunikasi antara PLC dan komputer sudah terhubung.

Langkah selanjutnya yaitu membuka program CX Programmer (software untuk PLC

Omron), dapat dilihat pada Gambar 4.6 berikut.

Gambar 4.6 Aplikasi CX Programmer

Setelah aplikasi terbuka (Gambar 4.7), langkah selanjutnya adalah klik lambang Direct

Online.

Gambar 4.7 Lambang Direct Online


Setelah di klik direct online, maka akan terbuka halaman baru dan terdapat pilihan

CONNECT atau CANCEL (Gambar 4.8). Klik CONNECT, kemudian akan muncul

halaman baru seperti Gambar 4.9 berikut.

Gambar 4.8 Menu Direct Online 1



Setelah klik CONNECT makan akan muncul halaman baru dan terdapat pilihan YES atau

NO, pilih YES untuk melanjutkan program (Gambar 4.10). Kemudian terbuka halaman

baru dan komputer memproses apakah koneksi akan terhubung atau tidak.


Apabila koneksi antara PLC dan komputer tidak terhubung, maka akan muncul seperti


Gambar 4.11 berikut.


Apabila koneksi antara PLC dan komputer terhubung, maka akan muncul seperti Gambar

4.12 berikut.


4.2.3 Pengujian Input Dan Output PLC

Pada Gambar 4.13 berikut adalah tampilan gambar dari aplikasi CX Progammer setelah

proses koneksi terhubung. Langkah selanjutanya adalah menggambar Lader diagram sesuai

dengan prinsip kerja yang diinginkan. Langkah–langkah nya yaitu dengan memilih atau

klik FILE pada Tool Bar , kemudian akan keluar menu seperti Gambar 4.13 berikut.


Gambar 4.13 Tampilan Menu Pada PLC

Klik NEW untuk membuka halaman baru atau OPEN untuk membuka file yang telah

tersimpan. Kemudian pilih tipe PLC yang akan digunakan pada menu Device Type

(Gambar 4.13) dan pilih jenis PLC pada menu Setting (Gambar 4.14).

Gambar 4.14 Tampilan Menu Pada PLC 2



Setelah jenis PLC selesai dipilih, maka akan muncul halaman baru seperti pada Gambar

4.15 berikut.



Sebelum membuat Ladder diagram, edit nama program lebih dahulu untuk memudahkan

saat menyimpan dan membuka memori program yang telah dibuat. Langkah–langkah

untuk membuat nama program dapat dilihat pada Gambar 4.16 berikut.


Klik dua kali pada kolom New Program1 kemudian akan muncul kolom berwana biru

(Gambar 4.17), ganti nama program sesuai dengan nama program baru yang akan dibuat.

Dicontohkan pada Gambar 4.18, nama New Program diganti dengan nama Test 1. Setelah

nama program selesai dibuat, langkah selanjutnya adalah ganti Section Name dengan judul

program yang akan dibuat, langkah–langkah nya sama seperti mengganti nama pada

program name, yaitu dengan klik dua kali kemudian ganti nama program nya seperti pada

Gambar 4.19 berikut.




4.2.4 Pembuatan Ladder Diagram Untuk Pengujian Input dan Output PLC

Ladder diagram adalah Bahasa pemrograman pada PLC. Ladder diargram

menggambarkan program dalam bentuk grafik. Diagram ini dikembangkan dari kontak–

kontak relay yang terstruktur yang menggambarkan aliran arus listrik. Dalam ladder

diagram ini terdapat dua garis vertikal lurus, disebelah kiri ladder dihubungkan dengan

tegangan positif dan disebelah kanan garis dihubungkan dengan tegangan negatif.


Berikut latihan soal dan langkah-langkah pembuatan ladder diagram:

1. Buatlah sebuah rangkaian listrik menggunakan ladder diagram PLC, dengan dua push

button dan satu buah lampu. Fungsi kerjanya adalah:

- Apabila push button satu ditekan, maka lampu akan menyala terus.

- Apabila push button dua ditekan, makan lampu akan mati.

Jawaban:

- Push button satu sebagai tombol untuk menghidupkan lampu, mendapat sinyal input

dari PLC dengan alamat 0000.

- Push button dua sebagai tombol untuk mematikan lampu, mendapat sinyal input dari

PLC dengan alamat 0001.

- Lampu mendapat sinyal output dari PLC dengan alamat 10000.

- Kontaktor berfungsi sebagai memori mendapat sinyal input dari PLC dengan alamat

20000.

Langkah pertama dapat dilihat pada Gambar 4.20 berikut.


Pilih / klik lambang NEW COIL pada tool bar sebagai lampu di ladder diagram (Gambar

4.20), selanjutnya pilih / klik posisi dimana lampu akan ditampatkan (Gambar 4.21).




Akan muncul menu seperti pada Gambar 4.22, masukkan alamat dan tekan Enter / OK

pada menu (Gambar 4.22). Selanjutnya akan muncul menu baru untuk memasukkan nama.

Pada rangkaian ini diberi nama L1 (Gambar 4.23), tekan Enter / OK pada menu. Tampilan

dapat dilihat pada Gambar 4.24 berikut.




Langkah selanjutnya pilih / klik menu NEW COIL untuk yang akan digunakan sebagai

kontaktor / memori (Gambar 4.25). Masukkan alamat dan tekan Enter / OK pada menu

(Gambar 4.26), selanjutnya akan keluar menu baru untuk memasukkan nama. Rangkaian

ini diberi nama CONTACTOR (Gambar 4.26).




Klik Enter atau OK pada tampilan menu, untuk tampilan di ladder diagram PLC dapat

dilihat pada Gambar 4.27 berikut.


Selanjutnya pilih menu NO pada tool bar yang akan digunakan sebagai Push Button 1

(Gambar 4.28), masukkan alamat dan nama Push Button 1 (Gambar 4.29) . Untuk

langkah–langkahnya sama seperti pembuatan lampu (L1) dan kontaktor pada ladder

diagram. Selanjutnya pilih menu NC pada tool bar yang akan digunakan sebagai Push

Button 2, masukkan alamat dan nama PB 2 (Gambar 4.30). Dalam rangkaian ini lampu

(L1) akan menyala apabila mendapat sinyal dari kontaktor, oleh karena itu digunakan NO

sebagai penghubung sinyal ke lampu. Masukkan alamat sesuai dengan alamat kontaktor,

maka secara otomatis akan muncul nama sesuai dengan alamat yang dimasukkan (Gambar

4.31). Setelah selesai masukkan nama dan alamat pada ladder diagram, maka dapat dilihat

seperti gambar 4.32 berikut.



Selanjutnya sambungkan input dan output menggunakan lambang garis horizontal pada

tool bar, klik di posisi yang belum tersambung satu dengan yang lainnya (Gambar 4.33).



Gambar 4.34 berikut adalah ladder diagram yang telah disambungkan dari input dan output

nya.




Pada rangkaian ini, lampu harus terus menyala setelah Push Button 1 ditekan, maka harus

ditambahkan pengunci pada Push Button 1. Untuk membuat lampu terus menyala setelah

tombol ditekan, masukkan NC OR pada Push Button 1. Selanjutnya masukkan alamat

sesuai dengan alamat kontaktor (Gambar 4.35). Setelah rangkaian selesai dibuat (Gambar

4.36), langkah selanjutnya adalah pengujian koneksi langsung ke PLC.


Sebelum mulai pengujian koneksi langsung ke PLC, cek dahulu rangkaian pada ladder

diagram dengan cara pilih menu Program pada tool bar, selanjutnya pilih / klik Compile

(Gambar 4.37). Selanjutnya data setelah di Compile akan muncul dan menunjukan hasil

dari pengecekan ladder diagram. Tampilan dapat dilihat pada Gambar 4.38 berikut.


Selanjutnya pilih / klik Work Online pada menu tool bar untuk menghubungkan koneksi

antara komputer ke PLC (Gambar 4.39).



Selanjutnya akan keluar menu baru dan pilih / klik YES (Gambar 4.40). Kemudian akan

keluar warna hijau pada garis ladder diagram yang menunjukan bahwa power sudah masuk


dan lambang power menyala seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.41.



Untuk menghubungkan koneksi antara komputer dengan PLC, pilih / klik menu Transfer

To PLC pada tool bar (Gambar 4.42). Selanjutnya akan keluar menu baru, pilih / klik OK

untuk memproses koneksi (Gambar 4.43).



Akan keluar menu selanjutnya, pilih / klik YES (Gambar 4.44) dan permintaan akan di

proses ke langkah berikutnya. Pada menu berikutnya pilih / klik YES (Gambar 4.45) untuk

melanjutkan proses koneksi.



PLC akan mengambil data dari ladder diagram yang telah dibuat, setelah proses selesai

pilih / klik OK pada menu (Gambar 4.46).


Pilih / klik YES pada menu selanjutnya untuk melanjutkan koneksi (Gambar 4.47) dan

proses koneksi antara komputer dengan PLC selesai.


Setelah semua proses koneksi selesai, Kembali ke latihan soal. Apabila Push Button 1

ditekan, lampu akan terus menyala dan apabila Push Button 2 ditekan lampu akan mati.

Pada Gambar 4.48 adalah proses Push Button ditekan pada hard ware.

Gambar 4.48 Hard Ware Push Button dan PLC

Pada saat Push Button di tekan, lampu sinyal input dengan alamat 00 pada PLC akan

menyala dan mengeluarkan sinyal output dengan alamat 00 pada PLC akan menyala

(Gambar 4.48). Proses ini dapat juga dilihat di komputer, seperti dilihat pada Gambar 4.49.

Apabila rangkaian sudah terhubung, ladder diagram akan berwarna hijau sebagai tanda

bahwa power telah masuk ke rangkaian.


Gambar 4.49 Ladder Diagram Pada Saat Push Button 1 Ditekan


Apabila Push Button 2 ditekan, lampu akan mati (Gambar 4.50).

Gambar 4.50 Hard Ware Push Button 2 dan PLC

Pada Gambar 4.50, saat Push Button 2 ditekan lampu sinyal input dengan alamat 01 pada

PLC akan menyala. Pada proses ini Push Button 2 berfungsi sebagai pemutus arus ke

lampu. Dapat dilihat pada komputer setelah Push Button 2 ditekan, garis berwarna hijau

akan hilang karena power sudah terputus saat Push Button 2 ditekan.


Gambar 4.51 Ladder Diagram Pada Saat Push Button 2 Ditekan

Gambar 4.52 Ladder Diagram Proses Turn Off


Untuk mematikan program PLC yang sudah berjalan, pilih / klik Work Online pada menu

tool bar (Gambar 4.51) dan program akan berhenti seperti pada Gambar 4.52 berikut.

Gambar 4.53 Ladder Diagram Setelah Dimatikan

4.3 Pengujian Panel Modul

Panel modul dapat digunakan untuk simulasi pemrograman yang di aplikasikan pada

mesin-mesin industri. Komponen–komponen yang terdapat di Panel modul akan

dihubungkan ke PLC yang berfungsi sebagai pusat pemrograman.

Berikut latihan soal untuk pengujian simulasi rangkaian pada Panel modul:

1. Buatlah sebuah rangkaian simulasi mesin industri menggunakan PLC sebagai pusat

kontrolnya, dengan komponen sebagai berikut:

- 6 Lampu indikator

- 2 Push button NO ( PB 1 dan PB 3 )

- 2 Push button NC ( PB 2 dan PB 4 )

- 1 Selector switch tiga posisi ON 1 / OFF / ON 2


Dengan cara kerjanya adalah:

- Apabila Selector switch di posisi ON 1, maka lampu indikator 2 hidup, lampu indikator

1 dan 3 mati.

- Apabila Push button 1 ditekan, maka lampu indikator 1 hidup, lampu indikator 2 dan 3

mati.

- Apabila Push button 2 ditekan, maka lampu indikator 3 hidup selama 5 detik, lampu

indikator 1 dan 2 mati. Setelah 5 detik lampu indikator 3 mati, kemudian lampu

indikator 2 hidup dan lampu indikator 1 mati.

- Apabila Selector switch di posisi ON 2, maka lampu indikator 5 hidup, lampu indikator

4 dan 6 mati.

- Apabila Push button 3 di tekan, maka lampu indikator 4 hidup, lampu indikator 5 dan 6

mati.

- Apabila Push button 4 ditekan, maka lampu indikator 6 hidup selama 5 detik, lampu

indikator 4 dan 5 mati. Setelah 5 detik lampu indikator 6 mati, kemudian lampu

indikator 5 hidup dan lampu indikator 4 mati.

Jawaban :

- Selector switch ON 1 mendapat sinyal input dengan alamat 0000 dari PLC.

- Selector switch ON 2 mendapat sinyal input dengan alamat 0005 dari PLC.

- Push button 1 mendapat sinyal input dengan alamat 0001 dari PLC.




- Lampu indikator 1 mendapat sinyal output dengan alamat 10000 dari PLC.






- Sequence / memory 1 mendapat sinyal output dengan alamat 20000 dari PLC.









- Timmer 1 dengan alamat 001 dari PLC.

- Timmer 2 dengan alamat 002 dari PLC.

Ladder Diagram

Gambar 4.54 Ladder Diagram 1

Lampu indikator 1 sampai lampu indikator 6 ditulis dengan nama PL 1, PL 2, PL 3, PL 4,

PL 5, PL 6. Push button 1 sampai Push button 4 di tulis dengan nama PB 1, PB 2, PB 3, PB

4.Selector switch 1 dan 2 ditulis sesuai dengan namanya. Timmer 1 dan Timmer 2 ditulis

dengan nama T 1 dan T 2.


Gambar 4.55 Ladder diagram 2


Penjelasan Ladder diagram:

- Kolom 7, Selector switch 1 di interlock dengan NC dari Selector switch 2 yang

berfungsi untuk menghidupkan Sequence 1.

- Kolom 8, NO dari Sequence 1 berfungsi sebagai penghubung power ke PB 1, PB 1

berfungsi untuk menghidupkan Sequence 2.Supaya PB 1 tetap hidup setelah tombol

ditekan, maka dipasang pengunci yang di ambil dari NO Sequence 2.Rangkaian ini di

interlock dengan NC dari Timmer 1 sesuai dengan perintah yang di inginkan.

Rangkaian ini berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan PL 2.

- Kolom 9, NO dari Sequence 1 berfungsi sebagai penghubung power ke PB 2, PB 2

berfungsi untuk menghidupakan Sequence 3.Rangkaian ini berfungsi untuk memberi

sinyal ke Sequence 4.

- Kolom 10, NO dari Sequence 1 berfungsi sebagai penghubung power ke Sequence

4.NO Sequence 1 melewati NC dari Sequence 3 dan NC Timmer 1, dan NC Sequence 3

dipasang pengunci yang di ambil dari NO Sequence 4.Rangakaian ini bekerja untuk

menghidupkan dan mematikan PL 2 dan 3.

- Kolom 11, NO dari Sequence 4 berfungsi sebagai penghubung power ke Timmer 1.

Pada saat PB 2 ditekan, T 1 akan menghitung waktu selama 5 detik, pada saat T 1

menghitung, PL 3 hidup karena mendapat NC dari T1, saat hitungan selesai, T 1

berubah menjadi NO sehingga menghidupkan PL 2 dan mematikan PL 3.

- Kolom 0, PL 1 akan hidup apabila mendapat sinyal dari NO Sequence 2 yang di

interlock dengan NC Sequence 4.PL 1 hidup apabila Push button 1 ditekan.

- Kolom 1, PL 2 akan hidup apabila mendapat sinyal NO dari Sequence 1 yang di

interlock dengan NC sequence 2.PL 2 hidup pada saat pertama Selector switch di posisi

ON 1.

- Kolom 2, PL 3 akan hidup apabila mendapat sinyal NO dari Sequence 4.PL 3 hidup

pada saat PB 2 ditekan dan hidup selama 5 detik, setelah 5 detik PL 3 akan mati, hal ini

terjadi karena interlock NC pada sequence 3 akan berubah menjadi NO pada saat

Timmer selesai menghitung.

- Untuk PL 4, PL 5 dan PL 6, sistem rangkaian nya sama seperti PL 1, PL 2 dan PL 3.


4.3.1 Hasil Simulasi Pada Trainer Modul

Setelah proses pembuatan Ladder diagram selesai, langkah selanjutnya adalah pengujian

langsung pada Trainer modul. Pada Gambar 4.56 berikut adalah kondisi Selector switch di

posisi netral / off.

Gambar 4.56 Selector Switch Pada Posisi Netral / Off


Pada Gambar 4.57 berikut adalah kondisi saat posisi Selector switch diputar ke ON 1.

Gambar 4.57 Selector Switch Pada Posisi ON 1

Sesuai dengan perintah dari latihan soal, pada saat selector switch diputar ke ON 1 lampu 2

hidup, ini menunjukan rangkaian berfungsi dengan baik. Gambar 4.58 berikut adalah


kondisi PLC pada saat Selector switch di posisi ON 1.

Gambar 4.58 Sinyal Input / Output PLC 1

Pada sinya Input PLC, lampu indikator 00 adalah Selector switch ON 1, lamput indikator

02 adalah Push button 2 dan lampu indikator 04 adalah Push button 4.Pada sinyal Output

PLC, lampu indikator 01 adalah lampu 2 (PL 2).

Pada Gambar 4.59 berikut adalah kondisi saat Push button 1 ditekan. Sesuai dengan

perintah pada latihan soal, apabila Push button 1 ditekan, lampu 1 akan menyala dan lampu

2 akan mati, ini menunjukan rangkaian berfungsi dengan baik. Gambar 4.60 berikut adalah

kondisi PLC pada saat Push button 1 ditekan.


Gambar 4.59 Push Button 1 Di Tekan


Pada sinyal Input PLC, lampu indikator 00 adalah Selector switch ON 1, lamput indikator

01 adalah Push button 1, lampu indikator 02 adalah Push button 2 dan lampu indikator 04

adalah Push button 4.Pada sinyal Output PLC, lampu indikator 00 adalah lampu 1 (PL 1).


Pada Gambar 4.61 berikut adalah kondisi saat Push button 2 ditekan.

Gambar 4.61 Push Button 2 Di Tekan

Pada saat Push button 2 ditekan, lampu 3 akan hidup selama 5 detik dan setelah 5 detik


lampu 3 akan mati. Kemudian lampu 2 akan hidup secara otomatis (Gambar 4.62).

Gambar 4.62 Lima detik Setelah Push Button 2 Ditekan


Gambar 4.61 adalah kondisi saat Push button 2 ditekan. Pada sinyal Input PLC, lampu

indikator 00 adalah Selector switch ON 1, lamput indikator 04 adalah Push button 4,

lampu indikator 02 tidak menyala saat Push button 2 ditekan, karena Push button 2 pada

panel modul menggunakan NC sebagai koneksinya. Pada sinyal Output PLC, lampu

indikator 02 adalah lampu 3 (PL 3). Lampu 3 menyala selama 5 detik, kemudian mati


secara otomatis dan lampu 2 (PL 2) akan menyala setelah lampu 3 (PL 3) mati (Gambar

4.62).


Pada Gambar 4.62 menunjukan kondisi setelah 5 detik. Secara otomatis lampu 2 (PL 2)

akan menyala dan lampu 3 (PL 3) mati.

4.4 Pengujian Traffic Light Modul

Pada modul ini akan dijalankan simulasi dari Traffic Light, sinyal output dari PLC jenis

CP1E tersedia delapan sinyal output. Oleh karena itu pada pengujian modul ini akan

disimulasikan Traffic Light untuk pertigaan jalan. Untuk memudahkan membuat Ladder


diagram pada PLC, dibuat sequence diagram sebagai berikut (Gambar 4.65).

Gambar 4.65 Sequence Diagram Traffic Light

- Pada sequence 1, lampu yang menyala adalah Hijau 1, Merah 5 dan Merah 8.

- Pada sequence 2, lampu yang menyala adalah Kuning 2, Merah 5 dan Merah 8.

- Pada sequence 3, lampu yang menyala adalah Merah 3, Hijau 4 dan Kuning 7.

- Pada sequence 4, lampu yang menyala adalah Merah 3, Merah 5 dan Hijau 6

- Pada sequence 5, lampu yang menyala adalah Kuning 2, Merah 5 dan Kuning 7.

Traffic Light terbagi menjadi tiga, yaitu:

- Traffic Light 1: Lampu hijau 1, Lampu kuning 2 dan Lampu merah 3.

- Traffic Light 2: Lampu Hijau 4 dan Lampu merah 5.

- Traffic Light 3: Lampu hijau 6, Lampu kuning 7 dan Lampu merah 8.


Ladder Diagram:

Gambar 4.66 Ladder Diagram Traffic Light 1


Gambar 4.67 Ladder Diagram Traffic Light 2


Penjelasan Ladder Diagram:

Kolom 8, Push button 1 berfungsi sebagai tombol start mendapat sinyal input dengan

alamat 0000 dari PLC. Push button 2 berfungsi sebagai tombol stop mendapat sinyal input

dengan alamat 0001 dari PLC. Saat Push button 1 ditekan, Sequence 1 akan hidup, untuk

membuat rangkaian tetap terhubung setelah Push button 1 ditekan, Push button 1

dihubungkan dengan rangkaian pengunci yang diambil dari sequence 1 dan Timmer

sequence 5. Rangkaian ini di interlock dengan NC Timmer 1, yang berfungsi untuk

memutus arus apabila waktu penghitungan Timmer sudah selesai. Timmer sequence 5

berfungsi untuk menghidupkan kembali rangkaian setelah semua sequence berjalan

(sequence 1 sampai sequence 5), karena rangkaian Traffic Light berjalan secara terus

menerus. Pada sequence 1 lampu yang hidup adalah lampu hijau 1, lampu merah 5 dan

lampu merah 8.

Kolom 9, Timmer 1 akan hidup apabila mendapat sinyal dari sequence 1. Timmer

berfungsi untuk mengatur berapa lama lampu akan menyala, setelah waktu yang ditentukan

sudah tercapai, Timmer akan memutus rangkaian sequence 1, dan menghidupkan sequence

2.

Kolom 10, sequence 2 mendapatkan sinyal input dari Timmer 1 sebagai penghubung arus

listrik. Untuk membuat arus listrik tetap hidup, rangkaian diberi pengunci yang di ambil

dari sequence 2.Rangkaian ini di interlock dengan NC Push button 2 dan NC Timmer 2,

yang berfungsi untuk memutus arus apabila waktu penghitungan Timmer sudah selesai.

Pada sequence 2 lampu yang hidup adalah lampu kuning 2, lampu merah 5 dan lampu

merah 8.

Kolom 11, Timmer 2 akan hidup apabila mendapat sinyal dari sequence 2.Timmer



3.






Pada sequence 3 lampu yang hidup adalah lampu merah 3, lampu hijau 4 dan lampu

kuning 7.




4.





Pada sequence 4 lampu yang hidup adalah lampu merah 3, lampu merah 5 dan lampu hijau

6.




5.



dari sequence 5. Rangkaian ini di interlock dengan NC Push button 2 dan NC Timmer 5,


Pada sequence 5 lampu yang hidup adalah lampu kuning 2, lampu merah 5 dan lampu

kuning 7.

Kolom 15, Timmer 5 akan hidup apabila mendapat sinyal dari sequence 5. Timmer



1.




langsung pada Trainer modul. Pada Gambar 4.64 berikut adalah kodisi saat sequence 1

berjalan.

Gambar 4.68 Traffic Light Sequence 1


Pada saat lampu hijau Traffic light 1 menyala, lampu merah pada Traffic light 2 dan 3

mati. Dapat dilihat kondisi sequence 1 pada PLC diagram (Gambar 4.68).

Gambar 4.69 Sinyal Output PLC Sequence 1


Pada Gambar 4.70 berikut adalah kondisi pada ladder diagram saat sequence 1.

Gambar 4.70 Ladder Diagram Sequence 1

Pada gambar 4.70, jalur berwarna hijau adalah tanda sebagai arus listrik. Semua lampu


terhubung dengan alamat sequence 1.


Pada Gambar 4.71 adalah kondisi saat sequence 2 berjalan. Setelah waktu yang ditentukan

pada PLC habis, lampu hijau 1 mati dan lampu kuning 2 menyala. Lampu merah pada

Traffic light 1 dan 2 mati. Dapat dilihat kondisi sequence 2 pada PLC diagram (Gambar

4.72).



Gambar 4.73 Ladder diagram Sequence 2



Pada Gambar 4.74 berikut adalah kondisi saat sequence 3 berjalan.



Setelah waktu yang ditentukan pada PLC habis, pada traffic light 1 lampu kuning mati dan

lampu merah menyala. Pada traffic light 2 lampu merah mati dan lampu hijau

menyala.Pada traffic light 3 lampu merah mati dan lampu kuning menyala.

Pada Gambar 4.75 berikut adalah kondisi sequence 3 pada PLC.


Setelah waktu yang ditentukan pada PLC habis, pada traffic light 1 lampu merah menyala.

Pada traffic light 2 lampu hijau mati dan lampu merah menyala. Pada traffic light 3 lampu

kuning mati dan lampu hijau menyala.



Setelah waktu yang ditentukan pada PLC habis, pada traffic light 1 lampu merah mati dan

lampu kuning menyala. Pada traffic light 2 lampu merah menyala. Pada traffic light 3

lampu hijau mati dan lampu kuning menyala. Setelah semua sequence berjalan dari

sequence 1 sampai sequence 5 selesai, sistem akan mengulang kembali ke sequence 1.

Sistem akan berhenti apabila push button 2 ditekan.



4.5 Pengujian Kontaktor Modul

Kontaktor modul dapat digunakan untuk simulasi pemrograman yang di aplikasikan pada

motor mesin industri. Pada Kontaktor modul ini, kontaktor akan dihubungkan ke PLC yang

berfungsi sebagai pusat pemrograman.

Berikut latihan soal untuk pengujian simulasi rangkaian pada Kontaktor modul:

1. Buatlah rangkaian untuk menjalankan sebuah motor dan menggunakan PLC sebagai

pusat pengontrolnya, dengan menggunakan komponen sebagai berikut:

- 3 Kontaktor

- 2 Lampu indikator

- 3 Push button NO ( tombol start )

- 1 Push button NC ( tombol stop )

- 1 Selector switch tiga posisi ( ON 1 / OFF / ON 2 )

Dengan cara kerja adalah:

- Apabila Selector switch di posisi ON 1, Push button NO 1 berfungsi untuk menjalankan

motor FORWARD, Push button NO 2 berfungsi untuk menjalankan motor REVERSE

dan apabila Push button NC 3 ditekan, rangkaian stop.

- Apabila Selector switch di posisi ON 2, Push button NO 3 berfungsi untuk menjalankan

rangkaian STAR / DELTA dan apabila Push button NC 3 ditekan, rangkaian stop.

Jawaban:

- Selector switch ON 1 (FWD RVS MODE) mendapat sinyal input dengan alamat 0000

dari PLC.

- Selector switch ON 2 (STAR DELTA MODE) mendapat sinyal input dengan alamat

0004 dari PLC.

- Push button NO 1 (FWD) mendapat sinyal input dengan alamat 0001 dari PLC.

- Push button NO 2 (RVS) mendapat sinyal input dengan alamat 0002 dari PLC.

- Push button NC 3 (STOP) mendapat sinyal input dengan alamat 0003 dari PLC.

- Push button NO 4 (STAR) mendapat sinyal input dengan alamat 0005 dari PLC.

- Kontaktor 1 mendapat sinyal output dengan alamat 10000 dari PLC.




- FWD RVS MODE mendapat sinyal output dengan alamat 20000 dari PLC.

- FWD mendapat sinyal output dengan alamat 20001 dari PLC.

- RVS mendapat sinyal output dengan alamat 20002 dari PLC.

- STAR DELTA MODE mendapat sinyal output dengan alamat 20003 dari PLC.

- STAR mendapat sinyal output dengan alamat 20004 dari PLC.

- DELTA mendapat sinyal output dnegan alamat 20005 dari PLC.

- TIMMER mendapat alamat 000 dari PLC.

Gambar 4.83 berikut adalah Ladder diagram Kontaktor modul.

Gambar 4.83 Ladder Diagram Kontaktor Modul


Penjelasan Ladder diagram:

- Kolom 4, Selector switch di posisi ON 1 untuk memilih Forward Reverse Mode.

- Kolom 5, NO dari Forward Reverse Mode berfungsi sebagai penghubung arus ke Push

button 1 (FWD). Untuk membuat aliran listrik tetap hidup, Push button NO 1 dipasang

pengunci yang di ambil dari NO memory / Forward Mode. Push button NC 3 berfungsi

sebagai tombol Stop, dan rangkaian di interlock dengan NC dari Reverse Mode.

Forward Mode akan menghidupkan Kontaktor 1 dan PL 1.

- Kolom 6, NO dari Forward Reverse Mode berfungsi sebagai penghubung arus ke Push

button 2 (RVS). Untuk membuat aliran listrik tetap hidup, Push button NO 2 dipasang

pengunci yang diambil dari NO memory / Reverse Mode. Push button NC 3 berfungsi

sebagai tombol Stop, dan rangkaian di interlock dengan NC dari Forward Mode.

Reverse Mode akan menghidupkan Kontaktor 2 dan PL 2.

- Kolom 7, Selector switch di posisi ON 2 untuk memilih Star Delta Mode.

- Kolom 8, NO dari Star Delta Mode berfungsi sebagai penghubung arus ke Push button

NO 4 (STAR). Untuk membuat aliran listrik tetap hidup, Push button NO 4 dipasang

pengunci yang diambil dari NO memory / STAR Mode. Push button NC 3 berfungsi

sebagai tombol Stop, dan rangkaian di interlock dengan NC dari Timer. Star Mode akan

menghidupakn kontaktor 1 dan 2 juga PL 1 dan PL 2.

- Kolom 9, NO dari Star Delta Mode dan NO dari STAR Mode berfungsi sebagai

penghubung arus ke Timer, dan rangkaian di interlock dengan NC dari timer. Sehingga

saat Star Mode sudah berjalan selama 3 detik, rangkaian kontaktor 2 akan terputus dan

Timmer akan menghidupkan kontaktor 3 untuk menjalankan Delta Mode.

- Kolom 10, NO dari Star Delta Mode dan NO dari Timmer berfungsi sebagai

penghubung arus ke Delta Mode. Push button NC 3 berfungsi sebagai tombol Stop.

Delta Mode bekerja setelah timer selesai menghitung settingan waktu yang telah di

tentukan.




langsung pada Trainer modul. Pada Gambar 4.84 berikut adalah Selector switch di posisi

ON 1 untuk memilih Forward Reverse Mode.

Gambar 4.84 Selector Switch Pada Forward Reverse Mode

Gambar 4.85 Forward Mode

Saat Push button 1 ditekan, kontaktor 1 akan bekerja dan NO dari kontaktor

menghubungkan arus listrik ke PL 1.


Gambar 4.86 Sinyal Input / Output PLC

Gambar 4.87 Ladder Diagram Forward Mode

Pada gambar 4.87, jalur berwarna hijau adalah tanda sebagai arus listrik. Pada saat

Forward Mode mendapat arus listrik, kontaktor 1 akan bekerja.


Pada Gambar 4.88 berikut adalah kondisi Reverse mode.

Gambar 4.88 Reverse Mode

Saat Push button 2 ditekan, kontaktor 2 akan bekerja dan NO dari kontaktor

menghubungkan arus listrik ke PL 2.



Gambar 4.90 Ladder Diagram PLC

Pada gambar 4.90, jalur berwarna hijau adalah tanda sebagai arus listrik. Pada saat Reverse

Mode mendapat arus listrik, kontaktor 2 akan bekerja. Gambar 4.91 berikut adalah Selector

switch di posisi ON 2 untuk memilih Star Delta Mode.


Gambar 4.91 Selector Switch Pada Star Delta Mode

Gambar 4.92 Star Mode

Pada saat Star mode berjalan, Kontaktor 1 dan 2 akan hidup selama tiga detik. Setelah tiga

detik, Kontaktor 2 akan mati dan berganti Kontaktor tiga hidup untuk menjalankan Delta

mode.



Gambar 4.94 Ladder Diagram Star Mode

Pada gambar 4.94, jalur berwarna hijau adalah tanda sebagai arus listrik. Pada saat Star

mode mendapat arus listrik, Timer mendapat arus listrik dari NO Star. Timer akan

menghitung waktu sesuai data yang telah disetting untuk menghidupkan Kontaktor 1 dan

2, setelah waktu selesai Timer akan memutus arus di Kontaktor 2.


Gambar 4.95 Delta Mode


Gambar 4.96 Ladder Diagram Delta Mode

Pada gambar 4.96, jalur berwarna hijau adalah tanda sebagai arus listrik. Setelah waktu

yang ditentukan pada Timer habis, Timer akan menghidupkan rangkaian Delta mode. Pada

saat Delta mode berjalan, Kontaktor 1 dan 3 akan hidup. Sistem akan berhenti apabila Push

button 3 ditekan.

4.6 Pengujian Inverter Modul

Pada pengujian di inverter modul, akan di simulasikan tentang cara pemrograman

rangkaian motor forward reverse mode di kombinasikan dengan multi speed, yaitu low

speed, medium speed dan high speed dengan menggunakan PLC sebagai pusat kontrolnya.

Berikut latihan soal untuk pengujian simulasi rangkaian pada inverter modul:

1. Buatlah rangkaian untuk menjalankan sebuah motor dengan sistem forward reverse dan

di kombinasikan dengan multi speed yaitu low speed, medium speed dan high speed,

menggunakan PLC sebagai pusat pengontrolnya, dengan menggunakan komponen

sebagai berikut:

- 1 Inverter

- 1 Motor

- 3 Push button NO (tombol start)

- 1 Push button NC (tombol stop)

- 1 Selector switch tiga posisi (ON 1 / OFF / ON 2)

Dengan cara kerja adalah:

- Apabila selector switch di posisi on 1 akan menjalankan forward mode. Pada saat

forward mode berjalan, dan jika push button 1 ditekan akan menjalankan sistem multi

speed yaitu low speed, push button 2 medium speed dan push button 3 high speed. Push

button 4 sebagai tombol stop.

- Apabila selector switch di posisi on 2 akan menjalankan reverse mode. Pada saat

reverse mode berjalan, dan jika push button 1 ditekan akan menjalankan sistem multi

speed yaitu low speed, push button 2 medium speed dan push button 3 high speed. Push

button 4 sebagai tombol stop.


Jawaban:

- Selector switch ON 1 sebagai forward mode mendapat sinyal input dengan alamat 0000

dari PLC.

- Selector switch ON 2 sebagai reverse mode mendapat sinyal input dengan alamat 0002

dari PLC.

- Push button 1 sebagai low speed mendapat sinyal input dengan alamat 0003 dari PLC.

- Push button 2 sebagai medium speed mendapat sinyal input dengan alamat 0004 dari

PLC.

- Push button 3 sebagai high speed mendapat sinyal input dengan alamat 0005 dari PLC.

- Push button 4 sebagai tombol stop mendapat sinyal input dengan alamat 0006 dari PLC.

- Sequence forward mode mendapat sinyal output dengan alamat 20000 dari PLC.

- Sequence reverse mode mendapat sinyal output dengan alamat 20001 dari PLC.

- Sequence low speed mode mendapat sinyal output dengan alamat 20002 dari PLC.

- Sequence medium speed mode mendapat sinyal output dengan alamat 20003 dari PLC.

- forward mode pada inverter mendapat sinyal output dengan alamat 10000 dari PLC.

- reverse mode pada inverter mendapat sinyal output dengan alamat 10001 dari PLC.

- Low speed mode pada inverter mendapat sinyal output dengan alamat 10002 dari PLC.

- Medium speed mode pada inverter mendapat sinyal output dengan alamat 10003 dari

PLC.

- High speed mode pada inverter mendapat sinyal output dengan alamat 10004 dari PLC.


Ladder diagram:

Gambar 4.97 Ladder Diagram Inverter Modul

Penjelasan Ladder Diagram:

- Kolom 7, Selector switch pada posisi on 1 (forward mode) dan di interlock dengan NC

dari Selector switch 2 (reverse mode) yang berfungsi untuk menghidupkan sequencece

forward mode.


- Kolom 8, Selector switch pada posisi on 2 (reverse mode) dan di interlock dengan NC

dari Selector switch 1 (forward mode) yang berfungsi untuk menghidupkan sequencece

reverse mode.

- Kolom 9, Push button 1 berfungsi untuk menjalankan sequence low speed mode, push

button 1 dipasang rangkaian pengunci dari NO sequence low speed mode dan di

interlock oleh NC dari PB 2, PB 3 dan PB 4.

- Kolom 10, Push button 2 berfungsi untuk menjalankan sequence medium speed mode,

push button 2 dipasang rangkaian pengunci dari NO sequence medium speed mode dan

di interlock oleh NC dari PB 1, PB 3 dan PB 4.

- Kolom 11, Push button 3 berfungsi untuk menjalankan sequence high speed mode, push

button 3 dipasang rangkaian pengunci dari NO sequence medium speed mode dan di

interlock oleh NC dari PB 1, PB 2 dan PB 4.

Parameter inverter:

Gambar 4.98 Parameter Inverter Mitsubishi S500


Untuk menjalankan forward reverse mode dan multi speed mode, ada beberapa parameter

dari inverter yang harus disetting yaitu:

Gambar 4.99 Setting Parameter Inverter

Gambar 4.99 adalah tampilan awal dari inverter. Untuk merubah settingan parameter,

tekan tombol MODE pada inverter kemudian tampilan indikator pada inverter akan

berubah menjadi seperti pada Gambar 4.100 berikut.

Gambar 4.100 Setting Parameter Torque Boost 1


P 0 adalah Torque boost, berfungsi untuk mengatur kekuatan torsi motor. Kemudian tekan

tombol SET untuk mengatur angka pada P 0, dapat dilihat pada Gambar 4.101 berikut.

Gambar 4.101 Setting Parameter Torque Boost 2

Pada Gambar 4.101, rubah settingan parameter dari 0.0 menjadi 15 sesuai pada manual

book (Gambar 4.98).

Gambar 4.102 Setting Parameter Maksimum Frekuensi 1


P 1 adalah parameter untuk setting maksimum frekuensi yang digunakan untuk membatasi

nilai tertinggi frekuensi pada inverter. Setting frekuensi menjadi 50 hz (Gambar 4.102).

Gambar 4.103 Setting Parameter Maksimum Frekuensi 2

Gambar 4.104 Setting Parameter Minimum Frekuensi 1


P 2 adalah parameter untuk setting minimum frekuensi yang digunakan untuk membatasi

nilai terendah frekuensi pada inverter. Setting frekuensi menjadi 50 hz (Gambar 4.103).

Setting frekuensi menjadi 0 hz (Gambar 4.104).

Gambar 4.105 Setting Parameter Minimum Frekuensi 2


Gambar 4.106 Setting Parameter Multi Speed (High Speed) 1

P 4 adalah parameter untuk setting multi speed yaitu high speed. Pada high speed mode

nilai frekuensi nya adalah 50 hz.

Setting frekuensi P 4 menjadi 50 hz (Gambar 4.107).

Gambar 4.107 Setting Parameter Multi Speed (High Speed) 2

Gambar 4.108 Setting Parameter Multi Speed (Medium Speed) 1

P 5 adalah parameter untuk setting multi speed yaitu medium speed. Pada medium speed

mode nilai frekuensi nya adalah 25 hz.



Gambar 4.109 Setting Parameter Multi Speed (Medium Speed) 2

Gambar 4.110 Setting Parameter Multi Speed (Low Speed) 1

P 6 adalah parameter untuk setting multi speed yaitu low speed. Pada low speed mode nilai

frekuensi nya adalah 10 hz.



Gambar 4.111 Setting Parameter Multi Speed (Low Speed) 2

Apabila semua parameter untuk forward reverse dan multi speed sudah selesai disetting,

selanjutnya adalah setting parameter control option yaitu P 79 (operation mode selection)

yang berfungsi untuk menentukan pilihan kontrol di inverter antara melalui kontrol


external atau kontrol internal. Gambar 4.112 berikut adalah parameter P 79.

Gambar 4.112 Setting Parameter Operation Mode Selection 1

Gambar 4.113 Setting Parameter Operation Mode Selection 2

Terdapat beberapa pilihan pada menu P 79 dari pilihan 0,1,2,3,4,7 dan 8. Pilih sesuai

dengan fungsi yang dibutuhkan, yaitu:

- Option 0: interter dapat disetting melalui kontrol internal.

- Option 1: inverter dapat disetting melalui kontrol internal.

- Option 2: inverter dapat disetting melalui kontrol external.

- Option 3: inverter dapat dikontrol melalui kontrol external dengan fungsi kontrol multi

speed dengan start signal oleh forward reverse.

- Option 4: inverter dapat dikontrol melalui kontrol external dengan fungsi kontrol multi

speed dengan start signal oleh tombol RUN.

- Option 7: inverter dapat dikontrol melalui kontrol external melalui sinyal interlock dari

On / Off.

- Option 8: inverter dapat dikontrol melalui kontrol external melalui sinyal switching On /

Off.

Pada simulasi forward reverse dan multi speed parameter yang digunakan adalah option

3.Yaitu inverter dikontrol melalui kontrol external melalui forward reverse mode yang

dikombinasikan dnegan multi speed mode.


Pada Gambar 4.114 berikut adalah kondisi selector switch pada forward mode.

Gambar 4.114 Selector Switch Pada Forward Mode



Pada Gambar 4.116 berikut adalah kondisi motor saat forward mode.

Gambar 4.116 Speed Motor Saat Forward Mode

Saat selector switch di posisi on 1 (forward mode), motor akan running dengan frekuensi 5

hz. Settingan 5 hz sudah ditentukan dahulu sebelum parameter disetting.

Gambar 4.117 Ladder Diagram Forward Mode


Pada Gambar 4.117 dan Gambar 4.120, jalur berwarna hijau adalah tanda sebagai arus

listrik. Apabila selector switch pada posisi forward mode, PLC akan memberikan sinyal ke

inverter untuk menjalankan motor dengan frekuensi 5 hz. Setelah motor running, lanjutkan

dengan menekan push button 1 untuk menjalankan sistem multi speed (low speed).

Gambar 4.118 berikut adalah kondisi sistem multi speed (low speed).


Gambar 4.119 Speed Motor Saat Low Speed Mode


Gambar 4.120 Ladder Diagram Multi Speed (Low Speed Mode)

Pada saat selector switch di posisi forward mode, motor running dengan frekuensi 5 hz.

Untuk menjalankan low speed mode, dibutuhkan dua sinyal output ke inverter yaitu

forward mode dan low speed mode harus on secara bersamaan. Pada saat low speed mode

berjalan, motor akan running dengan frekuensi 10 hz (Gambar 4.119).


Untuk menjalankan medium speed mode, tekan push button 2 pada modul PLC. Gambar

4.121 berikut adalah kondisi medium speed mode.


Gambar 4.122 Speed Motor Saat Medium Speed Mode


Gambar 4.123 Ladder Diagram Multi Speed (Medium Speed Mode)


Untuk menjalankan medium speed mode, di butuhkan dua sinyal output ke inverter yaitu

forward mode dan medium speed mode harus on secara bersamaan. Pada saat medium

speed mode berjalan, motor akan running dengan frekuensi 25 hz (Gambar 4.122).


Untuk menjalankan high speed mode, tekan push button 3 pada modul PLC. Gambar 4.124

berikut adalah kondisi high speed mode.


Gambar 4.125 Speed Motor Saat High Speed Mode


Gambar 4.126 Ladder Diagram Multi Speed (high Speed Mode)


Untuk menjalankan high speed mode, dibutuhkan dua sinyal output ke inverter yaitu

forward mode dan high speed mode harus on secara bersamaan. Pada saat high speed mode

berjalan, motor akan running dengan frekuensi 50 hz (Gambar 4.125). Pada program

reverse dan kombinasikan dengan multi speed, cara membuat programnya sama dengan

cara membuat program forward mode.


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan beberapa pengujian pada Trainer modul, maka dapat diambil beberapa

kesimpulan sebagai berikut :

1. Modul Trainer PLC berhasil dibuat dan ditambahkan dengan empat buah modul, yaitu:

Modul panel

Berhasil untuk mempraktikan simulasi dari sistem kerja mesin-mesin industri.

Modul traffic light

Berhasil untuk mempraktikan simulasi traffic light pertigaan jalan.

Modul kontaktor

Berhasil untuk mempraktikan simulasi dari sistem motor industri.

Modul inverter

Berhasil untuk mempraktikan simulasi dari sistem speed kontrol motor industri.

2. Modul Trainer PLC berhasil mempraktikan simulasi gabungan dari satu modul dengan

modul lainnya.

5.2 Saran

Penelitian tugas akhir ini selanjutnya diharapkan akan melakukan perbaikan dari apa yang

telah penulis lakukan, berikut saran yang dapat diberikan:

1. Pada trainer modul ini menggunakan PLC Omron tipe CP1E yang mempunyai 12 sinya

input dan 8 sinyal output. Ada baiknya jika menggunakan tipe PLC yang mempunyai

lebih banyak sinyal input dan output nya, sehingga dapat membuat program simulasi

yang lebih baik.

2. Tambahkan contoh modul otomasi lain untuk membuat lebih banyak simulasi.

3. Tambahkan modul HMI touch screen agar dapat mempelajari cara pemrograman secara

visual melalui tampilan gambar pada layar HMI touch sreen.

4. Lakukan pengujian modul dengan cara praktik mahasiswa secara langsung agar dapat

diketahui kekurangannya, sehingga dapat dikembangkan untuk kedepannya.


DAFTAR PUSTAKA

[1] Sistem Pengendali Umpan Balik. Available :

https://www.scribd.com/document/331963385/Sistem-Pengendalian-Umpan-Balik

[Apr. 5, 2019]

[2] Bambang L Widjiantoro, dan Fitri Adi Iskandarianto. 2012.Sistem Pengendali

Otomatis. Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya.

[3] Dasar-Dasar PLC. Available : http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/12/dasar-dasar-

plc.html [Apr. 5, 2019]

[4] Prinsip Kerja PLC. Available : http://egsean.com/prinsip-kerja-plc/ [Apr. 5, 2019]

[5] Bambang L Widjiantoro. Programable Logic controller. Institut Teknologi Sepuluh

November, Surabaya.

[6] Eka Samsul. 2016. Logika Dasar Pemrograman PLC. Avaliable :

http://jagootomasi.com/dasar-pemrograman-plc/ [Apr. 6, 2019]

[7] Bahasa Pemrograman PLC. Available : https://anak-

teknisi.blogspot.com/2017/09/bahasa-pemrograman-plc.html [Apr. 6, 2019]

[8] Programmable Logic Controller Community. Avaliable :

http://plcdtmugm.blogspot.com/2015/03/jenis-jenis-plc.html [Apr. 6, 2019]

[9] Omron Industrial Automation. Available : http://www.omron-

ap.com/products/family/2064/download/catalog.html [Apr. 6, 2019]

[10] Motor Listrik. Available : https://zonaelektro.net/motor-listrik/ [Apr. 6, 2019]

[11] Jenis-Jenis Motor DC (Arus Searah). Available : https://teknikelektronika.com/jenis-

jenis-motor-dc-motor-arus-searah/ [Apr. 6, 2019]

[12] Jenis-Jenis Motor AC. Avaliable : http://zonaelektro.net/motor-ac/ [Apr. 6, 2019]

[13] Prinsip Kerja Motor Induksi 1 fasa. Available : http://www.insinyoer.com/prinsip-

kerja-motor-induksi-1-fasa/ [Apr. 6, 2019]

[14] Prinsip kerja Motor Induksi 3 fasa. Available :

http://belajarelektronika.net/pengertian-motor-listrik-3-fasa/ [Apr. 6, 2019]

[15] Motor Induksi Oriental tipe 51K60GU-ST2F. Available : https://us.misumi-

ec.com/vona2/detail/221000802533/?HissuCode=5IK60GU-ST2F [Apr. 6, 2019]

[16] Fran Leo Putra. 2010. Alat Pengaman Listrik. Universitas Negeri Padang, Padang.

[17] Kontaktor Magnet Schneider LC1-D09. Available : http://www.unix-

electrical.com/kontaktor-lc1d09m7-schneider [Apr. 6, 2019]

[18] Prinsip Kerja Variable Speed Drive. Available :

http://taufiqsabirin.com/2010/08/04/variable-speed drive-part-1/

https://www.scribd.com/document/331963385/Sistem-Pengendalian-Umpan-Balik

http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/12/dasar-dasar-plc.html

http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/12/dasar-dasar-plc.html

http://egsean.com/prinsip-kerja-plc/

http://jagootomasi.com/dasar-pemrograman-plc/

https://anak-teknisi.blogspot.com/2017/09/bahasa-pemrograman-plc.html

https://anak-teknisi.blogspot.com/2017/09/bahasa-pemrograman-plc.html

http://plcdtmugm.blogspot.com/2015/03/jenis-jenis-plc.html

http://www.omron-ap.com/products/family/2064/download/catalog.html

http://www.omron-ap.com/products/family/2064/download/catalog.html

https://zonaelektro.net/motor-listrik/

https://teknikelektronika.com/jenis-jenis-motor-dc-motor-arus-searah/

https://teknikelektronika.com/jenis-jenis-motor-dc-motor-arus-searah/

http://zonaelektro.net/motor-ac/

http://www.insinyoer.com/prinsip-kerja-motor-induksi-1-fasa/

http://www.insinyoer.com/prinsip-kerja-motor-induksi-1-fasa/

http://belajarelektronika.net/pengertian-motor-listrik-3-fasa/

https://us.misumi-ec.com/vona2/detail/221000802533/?HissuCode=5IK60GU-ST2F

https://us.misumi-ec.com/vona2/detail/221000802533/?HissuCode=5IK60GU-ST2F

http://www.unix-electrical.com/kontaktor-lc1d09m7-schneider

http://www.unix-electrical.com/kontaktor-lc1d09m7-schneider


LAMPIRAN 1

Latihan Soal:

Berikut latihan soal dan langkah-langkah pembuatan ladder diagram:

1. Buatlah sebuah rangkaian listrik menggunakan ladder diagram PLC, dengan dua push

button dan satu buah lampu. Fungsi kerjanya adalah:

Apabila push button satu ditekan, maka lampu akan menyala terus.

Apabila push button dua ditekan, makan lampu akan mati.

Jawaban:

Push button satu sebagai tombol untuk menghidupkan lampu, mendapat sinyal input

dari PLC dengan alamat 0000.

Push button dua sebagai tombol untuk mematikan lampu, mendapat sinyal input dari

PLC dengan alamat 0001.

Lampu mendapat sinyal output dari PLC dengan alamat 10000.

Kontaktor berfungsi sebagai memori mendapat sinyal input dari PLC dengan alamat

Langkah pertama dapat dilihat pada Gambar 1 berikut.

Gambar 1


Pilih / klik lambang NEW COIL pada tool bar sebagai lampu di ladder diagram (Gambar

1), selanjutnya pilih / klik posisi dimana lampu akan ditampatkan (Gambar 2).

Gambar 2

Gambar 3

Akan muncul menu seperti pada Gambar 2, masukkan alamat dan tekan Enter / OK pada

menu (Gambar 3). Selanjutnya akan muncul menu baru untuk memasukkan nama. Pada

rangkaian ini diberi nama L1 (Gambar 4), tekan Enter / OK pada menu. Tampilan dapat

dilihat pada Gambar 5 berikut.


Gambar 4

Gambar 5


Langkah selanjutnya pilih / klik menu NEW COIL untuk yang akan digunakan sebagai

kontaktor / memori (Gambar 6). Masukkan alamat dan tekan Enter / OK pada menu

(Gambar 7), selanjutnya akan keluar menu baru untuk memasukkan nama. Rangkaian ini

diberi nama CONTACTOR (Gambar 8).


Gambar 6

Gambar 7

Klik Enter atau OK pada tampilan menu, untuk tampilan di ladder diagram PLC dapat

dilihat pada Gambar 8 berikut.


Gambar 8


Gambar 9

Gambar 10

Selanjutnya pilih menu NO pada tool bar yang akan digunakan sebagai Push Button 1

(Gambar 9), masukkan alamat dan nama Push Button 1 (Gambar 10). Untuk langkah–

langkahnya sama seperti pembuatan lampu (L1) dan kontaktor pada ladder diagram.

Selanjutnya pilih menu NC pada tool bar yang akan digunakan sebagai Push Button 2,

masukkan alamat dan nama PB 2 (Gambar 11). Dalam rangkaian ini lampu (L1) akan

menyala apabila mendapat sinyal dari kontaktor, oleh karena itu digunakan NO sebagai

penghubung sinyal ke lampu. Masukkan alamat sesuai dengan alamat kontaktor, maka

secara otomatis akan muncul nama sesuai dengan alamat yang dimasukkan (Gambar 12).

Setelah selesai masukkan nama dan alamat pada ladder diagram, maka dapat dilihat seperti

Gambar 13 berikut.


Gambar 11

Gambar 12


Gambar 13

Selanjutnya sambungkan input dan output menggunakan lambang garis horizontal pada


tool bar, klik di posisi yang belum tersambung satu dengan yang lainnya (Gambar 14).

Gambar 14

Gambar 15 berikut adalah ladder diagram yang telah disambungkan dari input dan output

nya.

Gambar 15


Gambar 16

Pada rangkaian ini, lampu harus terus menyala setelah Push Button 1 ditekan, maka harus

ditambahkan pengunci pada Push Button 1. Untuk membuat lampu terus menyala setelah

tombol ditekan, masukkan NC OR pada Push Button 1. Selanjutnya masukkan alamat

sesuai dengan alamat kontaktor (Gambar 16). Setelah rangkaian selesai dibuat (Gambar

17), langkah selanjutnya adalah pengujian koneksi langsung ke PLC.

Gambar 17

PERANCANGAN TRAINER PLC OMRON CP1E UNTUK SIMULASI …

Documents

Transcript of PERANCANGAN TRAINER PLC OMRON CP1E UNTUK SIMULASI …