SIMULATOR PEMBUKA DAN PENUTUP JEMBATAN PENYEBERANGAN SECARA OTOMATIS BERBASIS

Programmable Logic Controller (PLC)

SMK NEGERI 5 SURABAYA

JL. Mayjend Prof. Dr. Moestopo 167 – 169

Telp. (031)5934888. 5924994, Fax (031) 5924990

SURABAYA

1. LATAR BELAKANG

Jembatan merupakan bagian dari sarana transportasi darat yang mempuyai maksud dan memiliki tujuan maupun fungsi yang sama yaitu untuk menghubungkan jalan yang terputus baik oleh danau, sungai, maupun laut. Oleh karena itu, jembatan sangat diperlukan sekali oleh seluruh pengguna transportasi darat. Tetapi, jembatan hanya bisa bermanfaat bagi para pengguna transportasi darat. Kadang kala jembatan juga bisa menjadi penghambat/penghalang bagi pengguna transportasi air (kapal) yang akan melintas.

Oleh sebab itu kami akan mencoba membuat sebuah simulator pembuka penutup jembatan otomatis sehingga tidak menutup kemungkinan kapal bisa melewatinya dengan mudah tanpa harus mengganggu transportasi darat karena jembatan yang kami buat dilengkapi dengan palang pintu otomatis yang berguna untuk mengamankan dalam pemutusan jembatan dan lampu lalu lintas otomatis sebagai pengamanan dalam transportasi darat.

Sebagai siswa program keahlian teknik instalasi listrik yang dipersiapkan untuk memasuki dunia kerja bidang kelistrikan dituntut untuk dapat menguasai (kompeten) terhadap pekerjaan instalasi penerangan dan tenaga. Mulai dari perencanaan, pelaksanaan, pengujian, pengukuran serta pelaporan. Sehingga hasil yang dicapai adalah simulator pembuka dan penutup jembatan penyeberangan dan pembuka dan penutup palang pintu jan beserta lalu lintas secara otomatis.

Berdasarkan latar belakang tersebut diatas maka kami tertarik untuk membuat tugas akhir/project work dengan judul simulator pembuka dan penutup jembatan penyeberangan secara otomatis berbasis PLC (programmable logic controller) sebagai pengendali.

2. TUJUAN

Tujuan dari pembuatan tugas akhir/project work ini adalah agar kami dapat mengetahui fungsi maupun prinsip kerja motor dan juga sensor serta komponen-komponen lainnya. Kami juga akan dapat merencanakan program pengendali dengan menggunakan programmable logic controller (PLC).

Keunggulan dari produk ini dibandingkan dengan produk sejenis yang lain adalah sudah menggunakan sistem otomatis yang dikendalikan oleh programmable logic controller (PLC), sehingga lebih mudah dilakukan perubahan rangkaian kendali tanpa harus banyak melakukan perubahan. Produk ini juga sangar berguna, karena dikendalikan secara otomatis dan multi fungsi. Jadi dalam penggunaannya kita hanya mengontrol bagaimana kerja programmable logic controller (PLC) apakah sudah sesuai dengan hasil yang kita inginkan atau tidak. Tidak perlu harus menggunakan sistem manual seperti halnya kebanyakan produk yang sudah ada.

PENDAHULUAN Jembatan adalah suatu struktur kontruksi yang memungkinkan route transportasi

melintasi sungai, danau, jalan raya dan jalan kereta api. Ketika jembatan harus melintasi sungai yang lebar dengan transportasi kapal yang melewati sungai tersebut maka jembatan perlu dirancang untuk dapat menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh sungai yang lebar tersebut. Dengan jembatan, arus transportasi dapat dilakukan walaupun harus melintasi laut, sungai, danau dan jalan kereta api.

Jembatan berfungsi sebagai alat penghubung dua tempat yang terpisah oleh sungai atau laut dan sekaligus sebagai penghalang untuk kendaraan air atau kapal yang melalui sungai atau laut tersebut. Agar jembatan tersebut bisa digunakan sebagai penghungbung dan sekaligus tidak sebagai penghalang untuk kapal maka perlu dibuat jembatan yang bisa dibuka dan ditutup secara bergantian.

Jembatan yang dapat dibuka dan ditutup membutuhkan kontrol yang berkerja otomatis secara bergantian. Oleh sebab itu penulis mencoba membuat suatu karya ilmiah dengan judul Rancang Bangun Simulator Pembuka Dan Penutup Jembatan Penyeberangan Secara Otomatis Berbasis PLC yang meliputi pengontrolan pembuka dan penutup jembatan, pengontrolan pembuka dan penutup palang pintu jalan dan pengaturan lampu lalu lintas sebagai penuntun bagi pengguna jembatan tersebut. TINJAUAN PUSTAKA Motor Listrik Arus Searah (DC) Motor arus searah merupakan salah satu mesin listrik yang mengubah energi listrik searah menjadi energi mekanik. Motor arus searah banyak sekali dipakai untuk keperluan- keperluan tertentu yaitu sebagai penggerak, baik berdaya kecil maupun berdaya besar. Dalam aplikasi motor listrik arus searah dapat dibedakan atas beberapa jenis yaitu : 1.Motor penguatan bebas 2.Motor penguatan shunt3.Motor penguatan seri4.Motor penguatan kompona. Kompon panjang b. Kompon pendek Dimana dalam pembuatan modul ini menggunakan motor DC jenis penguatan shunt. Motor DC Shunt Motor DC shunt pada Gambar 1 merupakan tipe motor DC yang paling umum digunakan. Cara hubungannya sama seperti generator shunt dihubungkan langsung pada terminal sehingga paralel dengan rangkaian jangkar. Tahanan geser medan biasanya dihubungkan seri dengan medan.

Gambar 1 Rangkaian ekivalen motor DC Shunt

Sensor Secara sederhana, sensor dapat didefinisikan sebagai suatu komponen atau alat yang

berfungsi untuk merasakan suatu besaran atau keadaan fisik secara umum, tidak peduli apakah masukan dari sensor tersebut berupa besaran elektrik atau bukan.

Sensor yang dipakai dalam perancangan simulator pembuka dan penutup jembatan secara otomatis berbasis PLC adalah sensorLight dependent resistor LDR, yang berfungsi untuk mendeteksi adanya kapal lewat dengan cara perpotongan cahaya yang dipancarkan menggunakan laser.

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC) Menurut national manufacturers association (NEMA) ICS3-1979 part ICS3 -304 ,

programmable logic controller (PLC) merupakan satu elektronik yang beroperasi secara digital, memiliki memori yang dapat menyimpan instruksi-instruksi untuk melakukan fungsi-fungsi khusus, seperti fungsi logika, pewaktuan, perhitungan dan aritmatika untuk mengontrol melalui modul-modul output atau input analog maupundigital, beberapa jenis proses atau mesin. Secara umum PLC sama dengan personal komputer (PC) konvensional, konfigurasi internal pada PLC mirip sekali dengan konfigurasi internal pada personal komputer. Akan tetapi dalam hal ini PLC dirancang untuk mengantikan pekerjaan manusia. PLC khusus dapat dikatakan sebagai elemen unit kendali yang fungsi pengendalinya dapat diprogram sesuai dengan keperluan. PLC dirancang untuk menangani suatu sistem kontrol otomatis. Prinsip Kerja PLC Prinsip kerja PLC dapat dilihat pada Gambar2 dibawah ini:

Gambar2 Block Diagram Dasar Sistem

Kontrol PLC mempunyai I/O yang dapat dihubungkan dengan komponen eksternal melalui interface I/O pada PLC.

Pada prinsipnya PLC bekerja dengan cara menerima data-data peralatan input luar dan input device seperti terlihat pada Gambar3 di bawah ini:

Gambar3 Block diagram prinsip kerja PLC

Instruksi Penprograman Pada PLC Untuk penprograman PLC, mengunakan bahasa leader dan mengunakan instruksi-

instruksi yang ada pada PLC. Adapun instruksi yang ada pada PLC yaitu: 1. Instruksi LD Instruksi LD (load)

merupakan instruksi untuk memulai suatu program garis ataublock pada diagram leader untuk memasukan input yang dikehendaki, mempunyai dua yaitu normally open (NO) dan normally close (NC). 2. Instruksi AND

Instruksi untuk menhubunkan dua atau lebih kontak-kontak input-output secara seri. 3. Instruksi OR

Instruksi untuk menghubungkan dua atau lebih kontak-kontak input- output secara paralel. 4. Instruksi OUT

Merupakan instruksi untuk menunjukkan koil output. Kontak dari masing-masing koil output dapat beberapa kali sesuai dengan yang diingikan. 5. Instruksi NOT

Instruksi ini merupakan invers dari instruksi perintah sebenarnya. 6.Instruksi END (0 1) Instruksi END

digunakan untuk menyatakan rangkaian kontrol yang dibuat telah berakhir. Instruksi END harus selalu dimasukkan dalam penulisan program, karena apabila akhir rangkaian kontrol tidak dengan instruksi END, maka program tidak dapat dieksekusi oleh CPU. Instruksi dapat dibentuk dengan menekan tombol FUN dan diikuti dengan menekan angka0 dan 1 atau END (0 1). 7. Instruksi gabungan Instruksi gabungan

merupakan instruksi yang mengunakan dua buah instruksi dasar untuk menghubungkan block-block dalam program.

a. AND LD Merupakan instruksi gabungan dari instruksi LD dan OR yang digunakan untuk menghubungkan dua atau lebih plat.

b. OR LD Instruksi ini merupakan gabungan dari LD dan OR yang digunakan untuk mengabungkan duablok secara paralel. 8. InstruksiTimer (TIM)

Relay timer adala suatu relay dimana kontak-kontaknya, data-data bitnya bekerja ON atau OFF bedasarkan satuan waktu. Data dari satuan waktu dapat diatur atau diprogram lambat atau cepat. Pada relay waktu ini data dan satuan waktunya punya batasan amksimum yang telah ditentukan, dengan kostanta waktu. Waktu standar yaitu0 ,1 detik. 9. InstruksiCounter (CNT)

Instruksicounter (CNT) adalah merupakan instruksi yang digunakan untuk menghitung pulsa secara mundur. Jika diberi pengesetan jumlah hitungan 3, maka counter akan ON pada hitungan ketiga. Kemudian setelah counter ON pengesetan hitungan kembali ke0000 .

Sistem Komunikasi PLC Sistem komunikasi pada PLC memungkinkan untuk dapat berkomunikasi dengan

sistem lain, seperti computer, printer, controller lain, perangkat ukur dan lain-lain, setidaknya dengan perangkat program PLC itu sendiri. Sistem komunikasi pada PLC kebanyakan berupa komunikasi serial, Akan tetapi memungkinkan juga dilakukan secara paralel, atau mengunakan teknologi komunikasi yang lain. Pada komonikasi serial dapat mengunakan standar komunikasi RS-232 da RS-422 .

Program PLC Penprograman pada komputer digunakan struktur penprograman diagram leader,

sementara penprograman diagram leader, sementara penprograman mengunkan perangkat penprograman PLC digunakan kodemnemonic. Jika penprograman dilakukan dengan komputer maka setelah dibuat diagram leader selanjutnya langsung dapat di donwload kedalam PLC. Sementara penprograman mengunakan perangkat penprograman PLC (Consule) maka sebelum diprogram dimasukkan. kedalamPLC terlebih dahulu dilakukan konversi dari diagram leader ke dalam kodemnemonic KONFIGURASI PLC DOWNLOAD PROGRAM DARI PC Cara lain yang lebih mudah dan praktis dalam pembuatan program PLC adalah dengan PC. Dengan PC kita dapat mendownload program dan juga dapat digunakan untukrunning dan monitor operasi kerja PLC dapat dilihat pada Gambar 11:

Gambar 11 Konfigurasi PLCDownload program dari PC

Membuat Program dengan Software Syswin 3.4 Membuat program Programmable Logic Controller(PLC) dengan PC dapat

menggunakan software OMRON SYSWINversi3 .4 . dengan program tersebut dapat dilakukan dengan cara :

*Upload dan download program antara PLC dengan kompute -*Penyimpanan program -Membuat program baru - Status program saat program dijalankan di PLC. * Menulis komentar pada program untuk memudahkan pembacaan program*Print-out program dikertas untuk dokumentasi. output yang digunakan adalah sebagai berikut :

Keterangan: 1. Normaly Open 2. Normaly Closed 3. Output Coil

4. Timer 5. Counter

Pengujian Leadder Diagram Instalasi PLC dengan peralatan input dan output dengan memperhatiakan alamat-

alamat yang telah ditentukan untuk perawatan dapat kita pedoman pada Gambar 14 dibawah ini. CPM 1 A adalah sebuah PLC dengan 10,20,30,40, terminal I/O yang dibangun kedalam CPU sebuah unit I/O ekspansi dapat dihubungkan ke CPU sebagai tambahan20 point I/O, sampai mencapai sebuah konvigurasi maksimum yaitu 100 point I/O.

Gambar 14 Sistem pengawatan keseluruhan PLC

Di bawah ini adalah blok diagram berdasarkan urutan kerja dari rangkaian kontrol diatas. Gambar 15 Blok diagram urutan kerja rangkaian kontrol dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 15 Blok diagram urutan kerja rangkaian kontrol

Untuk mengetahui urutan proses kerja dari Proses pembuka dan penutup jembatan Penyebrangan secara otomatis berbasis PLC, dapat dilihat pada Gambar 4 .3 dibawah ini.

KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengujian maka dapat disimpulan, antara lain :

1.Waktu penutupan palang pintu dan pembuka jembatan setelah kapal melewati sensor 1 sekitar ± 9 detik. (dapat di atur sesuai kebutuhan).

2.Waktu penutupan jembatan dan pembuka palang pintu setelah kapal melewati sensor ke 2 langsung ON tanpa menunda waktu.

3.Proses lampu lalu lintas, lampu hijau ON selalu sedangkan lampu kuning dan merah OFF apabila kapal tidak melintasi atau tidak memotong titik sensor dan apabila adanya kapal, maka lampu hijau OFF setelah ± 1 detik dan selanjutnya akan ON lampu kuning selama ±4 detik dan setelah OFF-nya lampu kuning akan ON-nya lampu merah, OFF-nya lampu merah sesudah membuka palang pintu dan selanjutnya akan ON lampu kuning selama ±4 detik dan setelah lampu kuning OFF akan meng-ON-kan kembali lampu hijau. BAHAN:

(Terlampir)

ALAT:

(Terlampir)

VI. DAFTAR RENCANA BUKTI BELAJAR (EVIDENCE OF LEARNING)

Nomor Peserta :

Nama Peserta : Kelompok 2

Judul Project work : Simulator Pembuka Dan Penutup Jembatan Penybrangan Secara Otomatis Berbasis Programmable Logic Controller (PLC).

Nama Produk : Simulator Pembuka Dan Penutup Jembatan Penybrangan Secara Otomatis Berbasis Programmable Logic Controller (PLC).

No

Kompetensi Kriteria KinerjaAspek (P/K/S

)Bukti Belajar

Spesifikasi Bukti Belajar

1 2 3 4 5 6

Catatan : Peserta uji tidak perlu mengisi sendiri, cukup meminta kepada guru pembimbing dan mendiskusikannya

Peserta Uji : Pembimbing :

....................... .........................

PROSES PRODUKSI

(Terlampir)

RENCANA BIAYA

(Terlampir)

SASARAN PENGGUNAAN

Hasil produk dari Tugas Akhir / Projeck Work ini dapat dimanafaatkan pada Jembatan-jembatan yang ada di Indonesia, karena kebanyakan jembatan di Indonesia belum menggunakan sistem seperti ini. Oleh sebab itu, sasaran penggunaan project work kami yakni seluruh jembatan di Indonesia supaya lebih mudah dalam pengendaliannya yang di rangkai dalam sebuah Proglammable Logic Controller (PLC) yang diatur secara otomatis.

JADUAL PELAKSANAAN

NO

JENIS PEKERJAAN

WAKTU PELAKSANAAN

JANUARI FEBRUARI MARET APRIL

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Pembuatan Proposal

2 Pembuatan Gambar Kerja

3 Pembuatan Produk

4 Pembuatan Laporan

5 Uji kompetensi / Verifikasi

6 Kulminasi Nasional

7 U N A S

LEMBAR KEMAJUAN PELAKSANAAN

Nama Sekolah : SMK Negeri 5 Surabaya

Program Keahlian : Teknik Listrik Instalasi

Nomor Peserta :

Nama Peserta : Kelompok 2

Judul Project work : Simulator Pembuka Dan Penutup Jembatan Penybrangan Secara Otomatis Berbasis Programmable Logic Controller (PLC).

Nama Produk : Simulator Pembuka Dan Penutup Jembatan Penybrangan Secara Otomatis Berbasis Programmable Logic Controller (PLC).

No Hari/ Tanggal

Kegiatan/ Kompetensi

Bimbingan Catatan

Kemajuan

Paraf

Permasalahan Pemecahan Masalah Pembimbing Siswa

1 2 3 4 5 6 7 8

A. Penyusunan Proposal

No Hari/ Tanggal

Kegiatan/ Kompetensi

Bimbingan Catatan

Kemajuan

Paraf

Permasalahan Pemecahan Masalah Pembimbing Siswa

1 2 3 4 5 6 7 8

1.

2.

3.

4.

dst

B. Pelaksanaan Pembuatan Produk

No Hari/ Tanggal

Kegiatan/ Kompetensi

Bimbingan Catatan

Kemajuan

Paraf

Permasalahan Pemecahan Masalah Pembimbing Siswa

1 2 3 4 5 6 7 8

1.

2.

3.

4.

dst

C. Penyusunan Laporan

No Hari/ Tanggal

Kegiatan/ Kompetensi

Bimbingan Catatan

Kemajuan

Paraf

Permasalahan Pemecahan Masalah Pembimbing Siswa

1 2 3 4 5 6 7 8

1.

2.

3.

4.

dst

No Hari/ Tanggal

Kegiatan/ Kompetensi

Bimbingan Catatan

Kemajuan

Paraf

Permasalahan Pemecahan Masalah Pembimbing Siswa

1 2 3 4 5 6 7 8

Rekomendasi akhir bimbingan:

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………

………, ………….. 2011

Pembimbing

( ……………….. )

Catatan : Format ini diisi oleh pembimbing apabila peserta uji perlu mendapatkan bimbingan dalam mencapai Kriteria KinerjaKolom 1 : diisi dengan nomor urut pelaksanaan pembimbingan;Kolom 2 : diisi dengan Hari dan tanggal pelaksanaan bimbingan;Kolom 3 : diisi Kegiatan/kompetensi terkait dengan proyek (Kriteria Kinerja) yang perlu dibimbing;Kolom 4 : diisi dengan permasalahan yang dihadapi/ditemui oleh peserta uji dalam melaksanakan unjuk kerja;Kolom 5 : diisi dengan pemecahan masalah yang dilakukan untuk setiap masalah yang ditemukan;Kolom 6 : catatan kemajuan yang dicapai peserta uji baik dalam hal solusi permasalahan yang dihadapi dan keberhasilan yang telah dicapai;Kolom 7 : diisi paraf pembimbing sebagai bukti telah membimbing;Kolom 8 : diisi paraf peserta diklat sebagai bukti telah dibimbingan;Rekomendasi akhir bimbingan merupakan rekapitulasi secara umum tentang pelaksanaan pembimbingan yang telah dilaksanakan, diisi pada akhir penyelesain.