HUBUNGAN ANTARA BEBAN DENGAN LAJU PERGERAKAN

MATERIAL CONVEYOR HORISONTAL C BERBASIS PLC

(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLED)

SKRIPSI

Diajukan Dalam Rangka Penyelesaian Studi Strata I Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Oleh

Nama : Lis Prasetyo

NIM : 5201401030

Program Studi : Pendidikan Teknik Mesin S1

Jurusan : Teknik Mesin

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2006

HALAMAN PENGESAHAN

ii

Skripsi ini telah dipertahankan dihadapan sidang panitia ujian skripsi Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang pada tanggal : Panitia ujian Ketua Sekretaris Drs. Pramono Drs. Supraptono, M.Pd NIP. 131474226 NIP. 131126645 Pembimbing Anggota penguji Pembimbing I Penguji I Drs. Wirawan S, M.T Drs. Wirawan S, M.T NIP. 131876223 NIP. 131876223 Pembimbing II Penguji II Drs. Supraptono, M.Pd Drs. Supraptono, M.Pd NIP. 131125645 NIP. 131125645 Penguji III Drs. M Burhan RW, M.Pd NIP. 131764025

Mengetahui, Dekan Fakultas Teknik

Prof. Dr. Soesanto, M.Pd NIP.130875753

iii

ABSTRAK Lis Prasetyo, Hubungan Antara Beban Dengan Laju Pergerakan Material Conveyor Horizontal C Berbasis PLC (Programmable Logic Controlled). Skripsi. Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.

Sistem kendali mesin menggunakan saklar magnet (Magnetic Controller) sudah mulai ditinggalkan, sebagian besar industri menggunakan sistem kendali yang ringkas, mudah penggunaannya, mudah memodifikasi kerjanya dan mempunyai keistimewaan dibandingkan dengan saklar magnet .Tahap awal penelitian, ditemukan bahwa sebagian besar industri menerapkan sistem kontrol menggunakan Programmable Logic Controlled (PLC) sebagai alat kontrol kerja produksi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang dan membangun sebuah miniatur suatu mesin transfer menggunakan sistem kendali berbasis PLC yang dapat digunakan sebagai simulasi kerja pemindahan barang di suatu industri, selain itu juga untuk mengetahui bagaimana hubungan antara beban dengan laju pergerakan conveyor berbasis PLC.

PLC adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relay yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional (Eko Putra, Agfianto. 2004:1). Pengguna membuat program dengan menggunakan Ladder program atau diagram tangga yang kemudian dijalankan oleh PLC. PLC menentukan aksi apa yang harus dilakukan pada Instrument keluaran berkaitan dengan status suatu ukuran atau besaran yang diamati. Program yang digunakan untuk pembuatan Ladder Diagram bagi perintah PLC adalah menggunakan Program Syswin seri 3.2. Komponen utama sebagai perintah masukan PLC sebagai pemicu program adalah sensor LDR (Light Dependent Resistor) dan saklar ON/OFF. Sedangkan Output yang digunakan sebagai perintah lanjutan bagi masukan PLC adalah Relay sebagai pemicu kerja Motor AC dan Kerja Selenoid Valve untuk menggerakkan Silinder Pneumatik yang menggunakan jenis Double Active Cylinder (Cylinder Pneumatik Penggerak Ganda).

Setelah melaksanakan perancangan dan pembuatan alat pemindah barang berbasis PLC, akan dilakukan penelitian tentang hubungan antara beban terhadap laju pergerakan material conveyor tersebut. Metode yang digunakan adalah metode Korelasi Produk Momen.

Hasil penelitian membuktikan bahwa hasil pengujian hubungan antara beban dengan laju pergerakan material conveyor memiliki nilai Korelasi hubungan (r) -0,95 yang berarti memiliki taraf hubungan yang tinggi dan korelasi yang bersifat negative yaitu semakin tingi beban yang diberikan semakin lambat laju yang terjadi. Sistem kontrol conveyor horizontal C berbasis PLC perlu dikembangkan sehingga dapat lebih sempurna.

iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

Segala tindakan hendaknya berpegang pada agama, dan janganlah bercerai berai.

(QS.3 Ali Imran :103)

Tolong-menolonglah dalam mengerjakan kebaikan dan taqwa, dan janganlah tolong-menolong dalam berbuat dosa.

( QS.5 Al Maidah : 2)

Sesungguhnya orang-orang mukmin adalah bersaudara dan bertaqwalah kepada Allah supaya kamu mendapatkan rahmat.

( QS.49 Al Hujurat : 10)

PERSEMBAHAN

Skripsi ini kupersembahkan untuk :

Bapak dan Ibu yang selalu memberikan doanya untukku. Mas Agus, Mas Aris, Mbak Tin, Mbak Lilis dan Lita yang selalu

memberikan semangat untuk menyelesaikan kuliah .

Widya Arini yang senantiasa mendampingi dalam susah dan senang hidupku juga atas kasih sayangnya selama ini.

v

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat allah SWT yang telah

memberikan segala rahmat dan hidayahnya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini dengan baik.

Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bimbingan dan bantuan dari

berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan

banyak terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Soesanto, M.Pd, Dekan Fakultas Teknik Universitas

Negeri Semarang.

2. Bapak Drs. Pramono, Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri

Semarang.

3. Bapak Drs. Wirawan S, M.T, Dosen Pembimbing I yang telah

memberikan petunjuk dan bimbingan kepada penulis sehingga dapat

menyelesaikan skripsi ini.

4. Bapak Drs. Supraptono, M.Pd, Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan bimbingan kepada penulis, sehingga skripsi ini dapat selesai.

5. Bapak Drs. M Burhan RW, M.Pd, selaku Dosen Penguji yang telah

memberikan bimbingannya.

6. Keluarga besar di Semarang yang telah memberikan doa dan dukungannya

7. Teman-teman Skripsiku (Andi K, Azwar A, Hanip, Limas, dan Sulis).

8. Teman-teman seperjuangan PTM01.

9. Semua pihak yang telah memberikan bantuan baik moril maupun materiil

selama penelitian ini berlangsung.

Semoga Allah SWT memberikan balasan atas jasa-jasa beliau yang telah membantu dan membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata

penulis berharap semoga skripsi ini memberikan tambahan ilmu bagi yang membacanya.

Semarang, Maret 2006

Penulis

vi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL........................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ ii

ABSTRAK .......................................................................................................... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ..................................................................... iv

KATA PENGANTAR ........................................................................................ v

DAFTAR ISI....................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL............................................................................................... ix

DAFTAR GRAFIK............................................................................................. x

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ......................................................................... 1

B. Pembatasan Masalah ................................................................ 3

C. Permasalahan ......................................................................... 3

D. Penegasan Istilah...................................................................... 4

E. Tujuan Penelitian .................................................................... 5

F. Manfaat Penelitian ................................................................... 5

G. Sistematika Skripsi................................................................... 6

BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

A. Landasan Teori......................................................................... 8

B. Hipotesis................................................................................. 28

vii

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A. Proses Pembuatan Alat .......................................................... 29

B. Metode Penelitian ................................................................. 48

C. Menentukan Variabel ............................................................ 50

D. Metode Pengumpulan Data .................................................... 50

E. Metode Analisis Data............................................................. 51

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN

A. Hasil Penelitian ...................................................................... 54

B. Pembahasan Hasil Penelitian ................................................ 59

C. Keterbatasan Penelitian.......................................................... 60

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan ............................................................................... 61

B. Saran....................................................................................... 62

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 63

LAMPIRAN-LAMPIRAN

viii

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Indicator Status Pada CPM 1A............................................................. 22

Tabel 2. Ukuran nilai r korelasi dan interpretasinya .......................................... 52

Tabel 3. Data Hasil Pengujian Alat .................................................................... 56

ix

DAFTAR GRAFIK

Grafik Hubungan Antara Beban Terhadap Waktu Tempuh Beban.................... 57

Grafik Hubungan Antara Beban Terhadap Laju Pergerakan Conveyor ............. 58

x

DAFTAR GAMBAR Halaman

Gambar 1 Diagram kerja tiga komponen utama sistem PLC. ............................ 10

Gambar 2. Diagram Blok Sistem PLC................................................................ 11

Gambar 3. Simbol Perangkat Masukan PLC ...................................................... 12

Gambar 4. Contoh-contoh simbol perangkat keluaran ....................................... 15

Gambar 5. Simbol Diagram Ladder LD dan LD NOT ....................................... 17

Gambar 6. Simbol Diagram Ladder AND dan AND NOT ................................ 17

Gambar 7. Simbol Diagram Ladder OR dan OR NOT....................................... 18

Gambar 8. Simbol Diagram Ladder OUT .......................................................... 18

Gambar 9 Simbol Diagram Ladder AND LD..................................................... 19

Gambar 10. Simbol Diagram Ladder OR LD..................................................... 19

Gambar 11. Simbol Diagram Ladder TIMER dan COUNTER.......................... 20

Gambar 12. Roll Conveyor yang digunakan....................................................... 31

Gambar 13. Belt Conveyor dari atas ................................................................... 32

Gambar 14. Rangka Conveyor ............................................................................ 33

Gambar 15. Symbol Double Active Cylinder ...................................................... 34

Gambar 16. Selenoid Valve 5/2........................................................................... 34

Gambar 17. Rangkaian Kelengkapan PLC OMRON ......................................... 38

Gambar 18. Rangkaian Penyaluran Udara Menuju Cylinder Pneumatik ........... 39

Gambar 19. Tampilan awal program Syswin 3.2 ................................................ 40

Gambar 20. Tampilan Menu Awal Project Syswin 3.2 ....................................... 40

Gambar 21. Tampilan menghubungkan PLC dengan komputer ........................ 42

Gambar 22. Tampilan Menu Port Communication ............................................ 42

Gambar 23. Tampilan Menu Monitoring Program Pada Saat PLC ON ............. 43

Gambar 24. Tampilan Menu Monitoring Program Syswin 3.2 .......................... 43

Gambar 25. Diagram Pengaturan Conveyor ....................................................... 45

Gambar 26. Barang yang dipakai ....................................................................... 49

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Diagram Ladder.............................................................................. 64

Lampiran 2. Kode Mnemonic.............................................................................. 66

Lampiran 3. Gambar Rangkaian I/O PLC CPM 1A............................................ 69

Lampiran 4. Gambar Rangkaian Kabel Motor AC ............................................. 70

Lampiran 5. Gambar Rangkaian Kabel Alur Masukan PLC .............................. 71

Lampiran 6. Gambar Rangkaian Kabel Keluaran Pneumatik............................. 72

Lampiran 7. Gambar Rangkaian Kontruksi Conveyor........................................ 73

Lampiran 8. Dokumentasi Penelitian.................................................................. 74

Lampiran 9. Surat Keterangan Permohonan Penelitian ...................................... 75

Lampiran 10. Surat Keterangan Dosen Pembimbing.......................................... 76

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Teknologi berkembang pesat, agar negara kita tidak tertinggal jauh

dengan negara yang lain maka sumber daya manusia Indonesia harus

ditingkatkan kemampuannya dan selalu mengikuti perkembangan teknologi dunia

sesuai dengan keahliannya masing-masing. Dengan demikian, mereka dapat

mengaplikasikan IPTEK untuk kepentingan bangsa dan negara.

Akhir-akhir ini sedang dikembangkan sistem pengendalian dan

pengontrolan berbasis Programmable Logic Controlled (PLC). Seiring dengan

lajunya perkembangan zaman yang terjadi pada saat ini, sistem kendali suatu

mesin tidak menggunakan sistem pengendali konvensional/manual dengan kata

lain menggunakan saklar magnet (Magnetic Controller), tetapi sebagian besar

industi menggunakan PLC (Programmable Logic Controlled). PLC adalah suatu

piranti yang memiliki saluran masukan (input), saluran keluaran (output). Output

yang dihasilkan ditentukan oleh status input dan program yang dimasukkan ke

dalamnya. PLC (Programmable Logic Controlled) juga merupakan alat yang

digunakan untuk menggantikan rangkaian relai yang dijumpai pada sistem kontrol

proses konvensional (Eko Putra, Agfianto. 2004:1). PLC bekerja dengan cara

mengamati masukan (melalui sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses

dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau

mematikan keluarannya

2

Sistem PLC ini mempunyai keistimewaan pada penggunaannya di

dalam rangkaian kerja dari conveyor, diantaranya (1) Wiring relatif sedikit, (2)

Spare part mudah, (3) Maintenance relative mudah, (4) Pelacakan kesalahan

sistem lebih sederhana, (5) Konsumsi daya relatif rendah, (6) Dokumentasi

gambar sistem lebih sederhana dan mudah dimengerti, dan (7) Modifikasi sistem

lebih sederhana.

Sedangkan dalam sistem kendali konvensional atau dengan

menggunakan saklar magnet (Magnetic Controller) mempunyai karakteristik yang

lain yaitu (1) Wiring relatif komplek, (2) Spare part relatif sulit, (3) Maintenance

membutuhkan waktu yang lama, (4) Pelacakan kesalahan sistem sangat komplek,

(5) Konsumsi daya relatif tinggi, (6) Dokumentasi gambar lebih banyak, dan (7)

Modifikasi sistem sangat sederhana.

Berdasarkan keistimewaan penggunaan pengendali berbasis PLC di

atas maka penulis akan mengangkat suatu pola penggunaan PLC sebagai

pengendali dalam proses perpindahan barang dengan menggunakan conveyor

dengan sistem pengendali berbasis PLC. Dengan judul yang ada penulis akan

membuat sebuah miniatur sistem pengendali PLC pada mesin conveyor yang

digunakan untuk memindahkan beban yang ada dari satu tempat ke tempat lain

dengan conveyor yang menggunakan penggerak motor AC. PLC (Programmable

Logic Controlled) adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan

rangkaian sederetan relai yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional

(Eko Putra, Agfianto. 2004:1). PLC bekerja dengan cara mengamati masukan

(melalui sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan

3

tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan

keluarannya

B. Pembatasan Masalah

Untuk memperjelas dari pokok permasalahan yang akan dibahas dalam

pembuatan skripsi ini, maka perlu adanya pembatasan masalah:

1. Pembuatan satu program perangkat lunak (software) yang nantinya sebagai

perintah di dalam PLC pada khususnya untuk pengendalian pendistribusian

hasil produksi dengan memanfaatkan kerja conveyor.

2. Pembebanan pada mesin conveyor dengan pengendali PLC untuk mengetahui

pengaruh variasi pembebanan terhadap kecepatan gerak motor penggerak

sistem conveyor.

3. Untuk mengetahui pengaruh pembebanan pada conveyor terhadap laju putaran

conveyor yang menggunakan penggerak motor AC pada penggerak conveyor

C yang menggunakan PLC.

C. Permasalahan

Untuk mengimbangi dan mengikuti persaingan industri yang semakin

ketat dan meningkat, efisiensi produksi sangat dan dianggap sebagai kunci sukses

dalam efisiensi dalam dunia industri. Masalah sistem pengendali dan pengontrolan

sangatlah berperan penting di dalamnya, maka dibutuhkan efisiensi dari sistem

pengendali tersebut.

4

Permasalahan yang akan diangkat dalam pembuatan skripsi ini adalah

sebagai berikut :

1. Adakah hubungan pembebanan pada mesin conveyor yang menggunakan

pengendali berbasis sitem PLC dengan laju mesin conveyor dengan penggerak

motor AC.

2. Apakah mesin conveyor berbasis sistem pengendali PLC dapat memindahkan

beban yang ada ke tempat lain.

D. Penegasan Istilah

Untuk menghindari salah penafsiran tentang judul skripsi ini,

diperlukan penegasan istilah, yaitu sebagai berikut:

1. Hubungan : Keterkaitan antara hal yang satu dengan hal yang lain.

2. Beban : berarti muatan/benda (KBBI Edisi Kedua,1995:103), sedangkan

dalam pandangan keteknikan berarti muatan atau benda yang mempengaruhi

hal lain dalam sistem.

3. Pergerakan Material : perpindahan benda (beban) yang dipakai dari tempat

yang satu ke tempat yang dituju.

4. Conveyor Horisontal Berbasis PLC : Alat untuk memindahkan barang yang

terletak pada garis atau bidang yang sejajar dengan horizon atau garis yang

mendatar yang melakukan operasi dengan piranti elektronik yang dirancang

untuk beroperasi secara digital dengan menggunakan memori sebagai

penyimpan intruksi-intruksi internal untuk menjalankan fungsi-fungsi logika

5

E. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui adanya hubungan pembebanan pada mesin conveyor yang

menggunakan pengendali berbasis sitem PLC dengan laju mesin conveyor

dengan penggerak motor AC.

2. Untuk mengetahui mesin conveyor berbasis sistem pengendali PLC dapat

memindahkan beban yang ada ke tempat yang lain.

F. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut,

diantaranya adalah (1) Memberikan alternatif setingkat lebih maju dari sebuah

sistem pengendalian dengan menggunakan sistem pengendali berbasis PLC

terhadap sistem pengendalian konvensional yang masih menggunakan Magnetic

Controller. (2) Kontribusi terhadap mahasiswa, adanya motivasi yang lebih baik

untuk menyelesaikan skripsi sehingga diperoleh pemahaman yang tinggi terhadap

penelitian (skripsi) serta masa studi yang tepat waktu. (3) Bagi dunia industri

merupakan sumbangan ide khususnya pada proses sistem pengendalian agar

efisiensi dan optimalisasi hasil produksi yang menjadi tujuan dari produksi dapat

terpenuhi. (4) Bagi pembaca diharapkan dapat dipakai menjadi referensi untuk

disiplin ilmu yang ditekuni atau dipelajari. (5) Bagi dunia pendidikan merupakan

salah satu aplikasi sistem pengendalian suatu mesin sehingga menjadi bahan

praktikan dan mudah dipahami sekaligus dapat dipraktikkan oleh khalayak ramai.

6

G. Sistematika Skripsi

Untuk memperjelas dalam penyusunan skripsi ini maka diperlukan

sistematika yang jelas. Adapun sistematika yang digunakan adalah :

Bab I Pendahuluan, dalam bab ini berisi alasan pemilihan judul

Hubungan Antara Beban Dengan Laju Pergerakan Material Conveyor Horisontal

C Berbasis PLC (Programmable Logic Controlled), Pembatasan masalah,

Permasalahan, Penegasan istilah, Tujuan Penelitian, Manfaat penelitian, dan

Sistematika skripsi.

Bab II Landasan Teori Dan Hipotesis, dalam bab ini berisi teori-teori

yang erat dengan permasalahan yang selanjutnya dijadikan sebagai acuan dalam

pembahasan masalah. Serta berisi rancangan pembuatan conveyor berbasis PLC

dengan pemindah barang menggunakan pneumatik. Selain itu bab ini juga berisi

tentang hipotesis dari penelitian yang akan dikerjakan.

Bab III Metode Penelitian, bab ini berisi metode yang digunakan

dalam penelitian. Secara garis besar metode penelitian ini menjelaskan tentang

teknik penentuan sample, metode pengumpulan data dan langkah-langkah metode

analisis data.

Bab IV Hasil Penelitian Dan Pembahasan, dalam bab ini berisi

penyajian data dan analisis data dengan menggunakan metode yang digunakan

sebagai analisis.

7

Bab V Kesimpulan Dan Saran, bab ini berisi ungkapan kembali pokok

persoalan beserta hasilnya secara singkat serta berisi keinginan penulisan

menyampaikan suatu gagasan yang belum tercapai dalam tujuan penelitian demi

perbaikan.

Dan bagian terakhir berisi daftar pustaka dan lampiran.

1

BAB II

LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

A. Landasan Teori

1. PLC (Programmable Logic Controlled)

Mengingat suatu industri akan membutuhkan hasil produksi

semaksimal mungkin, sehingga untuk memenuhinya diperlukan peralatan kendali

yang menunjang proses produksi maupun pendistribusiannya.

PLC adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan

rangkaian sederetan relai yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional

(Eko Putra, Agfianto. 2004:1). PLC bekerja dengan cara mengamati masukan

(melalui sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan

tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan

keluarannya (logic, 0 atau 1, hidup atau mati). Pengguna membuat program

(dengan menggunakan ladder program atau diagram tangga) yang kemudian

dijalankan oleh PLC yang bersangkutan.

PLC menentukan aksi apa yang harus dilakukan pada instrument

keluaran berkaitan dengan status suatu ukuran atau besaran yang diamati. PLC

adalah suatu piranti yang memiliki saluran masukan (input), saluran keluaran

(output). Output yang dihasilkan ditentukan oleh status input dan program yang

dimasukkan ke dalamnya. Input dapat berupa relai, limit switch, photo switch

maupun proximity switch. Input dimasukkan kedalam program PLC kemudian

akan menghasilkan output berupa relai-relai maupun kontaktor.

2

Akan tetapi bukan berarti banyak relai dalam ukuran yang sangat kecil.

Di dalam PLC berisi rangkaian elektronika digital yang dapat difungsikan seperti

Normally Open (NO) dan bentuk kontak Normally Close (NC) relai.

Bedanya dengan relai yaitu nomor kontak relai (NC atau NO) pada

PLC dapat digunakan berkali-kali untuk semua instruksi dasar selain instruksi

output. Jadi dengan kata lain, bahwa dalam suatu pemrograman PLC tidak

diijinkan menggunakan output dengan nomor kontak yang sama.

a. Keistimewaan PLC

Keistimewaan PLC dibandingkan dengan sistem kendali konvensional

menggunakan Magnetic Contractor (MC) ada beberapa yang bisa dijadikan acuan

dalam pemilihan system kendali dalam rangkaian kerja.

Sistem PLC mempunyai keistimewaan pada penggunaannya di dalam

rangkaian kerja dari conveyor, diantaranya (1) Wiring relatif sedikit, (2) Spare

part mudah, (3) Maintenance relative mudah, (4) Pelacakan kesalahan sistem

lebih sederhana, (5) Konsumsi daya relatif rendah, (6) Dokumentasi gambar

sistem lebih sederhana dan mudah dimengerti, dan (7) Modifikasi sistem lebih

sederhana.

Sedangkan dalam sistem kendali konvensional mempunyai

karakteristik yang lain yaitu (1) Wiring relatif komplek, (2) Spare part relatif sulit,

(3) Maintenance membutuhkan waktu yang lama, (4) Pelacakan kesalahan sistem

sangat komplek, (5) Konsumsi daya relatif tinggi, (6) Dokumentasi gambar lebih

banyak, (7) Modifikasi sistem lebih sederhana.

3

b. Keuntungan dari PLC

Menurut Factory Automatic Omron (CPM 1 Training Manual, 1997 :

9), keuntungannya adalah sebagai berikut (1) Waktu implementasi proyek

dipersingkat, (2) Modifikasi lebih mudah tanpa biaya tambahan, (3) Biaya proyek

dapat dikalkulasi secara akurat, (4) Training penguasaan teknik lebih cepat, (5)

Perancangan dengan mudah diubah dengan software. Perubahan dan penambahan

dapat dengan mudah dilakukan dalam software, (5) Aplikasi control yang luas, (6)

Maintenance atau perawatan yang mudah, (7) Keandalan yag tinggi, (8) Perangkat

controller standar, (9) Dapat menerima kondisi lingkungan industri yang berat.

c. Sistem PLC

Sistem PLC memiliki tiga komponen utama yaitu unit prosesor, bagian

masukan/keluaran, dan perangkat pemrograman. Fungsi kerja dari ketiga

komponen tersebut digambar secara diagram pada gambar berikut

Masukan sensor

Gambar 1. Diagram kerja tiga komponen utama sistem PLC

Diagram kerja tiga komponen utama sistem PLC diatas, akan lebih

dijelaskan lebih rinci dengan gambar diagram blok sistem PLC seperti terlihat

pada gambar berikut:

Unit Prosesor Devais Pemrograman

Bagian masukan/keluaran Keluaran Kendali

4

PLC

Gambar 2. Diagram Blok Sistem PLC

Urutan kerja dari gambar diagram blok diatas dimulai dari perangkat

masukan yang akan memberikan sinyal pada modul masukan. Sinyal tersebut

diteruskan ke prosesor dan akan diolah sesuai dengan program dibuat. Sinyal dari

prosesor kemudian diberikan ke modul keluaran untuk mengaktifkan perangkat

keluaran.

1) Perangkat dan Modul Masukan

Perangkat masukan merupakan perangkat keras yang dapat digunakan

untuk memberikan sinyal kepada modul masukan. Sistem PLC dapat memiliki

jumlah perangkat masukan sesuai dengan sistem yang diinginkan. Fungsi dari

perangkat masukan untuk memberikan perintah khusus sesuai dengan kinerja

perangkat masukan yang digunakan, misalnya menjalankan atau menghentikan

motor. Dalam hal tersebut seperti misalnya, perangkat masukan yang digunakan

adalah push button yang bekerja secara Normally Open (NO) ataupun Normally

Prosesor

Catu Daya Luar

Modul Keluaran

Perangkat Keluaran

Modul Masukan

Perangkat Masukan

Pengisi P

Catu Daya Dalam

5

Close (NC). Ada bermacam-macam perangkat masukan yang dapat digunakan

dalam pembentukan suatu sistem kendali seperti misalnya : selector switches, foot

switches, flow switches, proximity sensors dan lain-lain. Gambar 3

memperlihatkan simbol-simbol perangkat masukan yang sering digunakan pada

sistem kendali.

Gambar 3. Simbol Perangkat masukan PLC

Keterangan :

a. NO Pushbutton c. NO Flow Switch

b. NC Pushbutton d. NO Pressure Switch

Modul masukan adalah bagian dari sistem PLC yang berfungsi

memproses sinyal dari perangkat masukan yang kemudian memberikan sinyal

tersebut ke prosesor. Suatu sistem PLC dapat memiliki beberapa modul masukan.

Masing-masing modul dapat mempunyai jumlah terminal masukan tertentu, yang

berarti modul tersebut dapat melayani beberapa perangkat masukan. Pada

umumnya modul masukan ditempatkan pada sebuah rak.

2) Prosesor

a. b.

c. d.

6

Prosesor adalah bagian pemroses dari sistem PLC yang akan membuat

keputusan logika. Keputusan yang telah dibuat berdasarkan pada program yang

telah disimpankan pada memori. Prosesor adalah bagian dari Central Processing

Unit (CPU) dari PLC yang akan menerima, menganalisa, memproses dan

memberikan informasi ke modul keluaran. Di dalam CPU PLC dapat dibayangkan

seperti kumpulan dari ribuan relai. Hal tersebut bukan berarti di dalamnya

terdapat banyak relai dalam ukuran yang sangat kecil tetapi berisi rangkaian

elektronika digital yang dapat difungsikan sebagai kontak NO dan NC relai.

Memori berfungsi sebagai tempat di mana informasi tersebut

disimpan. Ada bermacam-macam jenis serpih memori dalam bentuk Integrated

Circuits (IC). Masing-masing jenis memori memiliki keuntungan dan kerugian

dan dipilih untuk spesifikasi yang terbaik sesuai dengan aplikasinya.

Salah satu jenis memori yang digunakan dalam CPU PLC adalah

Random Access Memory (RAM). Satu kerugian dari jenis memori tersebut adalah

diperlukannya catu daya untuk menjaga agar memori tetap bekerja. Pada aplikasi

PLC diperlukan catu daya cadangan yang digunakan untuk menjaga agar isi dari

memori tidak hilang apabila tiba-tiba catu daya hilang. RAM sering digunakan

untuk keperluan memori karena RAM mudah diubah dengan cepat ketika di

bandingkan dengan jenis memori yang lain. RAM disebut juga sebagai memori

baca/tulis, karena dengan RAM dapat dibaca dan ditulis data untuk disimpan di

RAM.

Read Only Memory (ROM) adalah jenis memori yang semi permanen

dan tidak dapat diubah dengan pengubah program. Memori tersebut hanya

7

digunakan untuk membaca saja dan jenis memori tersebut tidak memerlukan catu

daya cadangan karena isi memori tidak hilang meskipun catu daya terputus.

Programmable Read Only Memory (PROM) adalah jenis lain dari

memori yang bekerja hampir menyerupai ROM, dengan satu pengecualian yaitu

bisa diprogram. PROM di rancang untuk diisi dengan program yang terprogram.

Apabila data dapat diubah, maka dapat diadakan pemrograman. Pemrograman

ulang dari PROM, membutuhkan perlengkapan khusus yaitu PROM Programmer

di mana PLC sendiri tidak dapat melakukannya.

3) Perangkat dan Modul Keluaran

Perangkat keluaran adalah komponen-komponen yang memerlukan

sinyal untuk mengaktifkan komponen tersebut. Pada sistem PLC dapat

mempunyai beberapa perangkat keluaran seperti motor listrik, lampu indikator,

sirine dan lain-lain. Gambar 2.8 memperlihatkan contoh-contoh simbol dari

perangkat keluaran yang sering digunakan.

Gambar 4. Contoh-contoh simbol perangkat keluaran

Keterangan :

a. Simbol motor listrik

b. Lampu Indikator

c. Sirine/Alarm

M

a b c

8

PLC dapat memliki beberapa modul keluaran tergantung dari ukuran

yang ada dan aplikasinya pada sistem kendali. Perangkat keluaran disambungkan

ke modul keluaran dan akan aktif pada saat sinyal diterima oleh modul keluaran

dari prosesor sesuai dengan program sistem kendali yang telah diisi ke

memorinya. Catu daya yang digunakan untuk mengaktifkan perangkat keluaran

tidak langsung dari modul keluaran tetapi berasal dari catu daya luar, sehingga

modul keluaran sebagai saklar yang akan menyalurkan catu daya dari catu daya

luar ke perangkat keluaran.

4) Catu Daya

Sistem PLC memiliki dua macam catu daya dibedakan berdasarkan

fungsi dan operasinya yaitu catu daya dalam dan catu daya luar. Catu daya dalam

merupakan bagian dari unit PLC itu sendiri sedangkan catu daya luar yang

memberikan catu daya pada keseluruhan bagian dari sistem termasuk di dalamnya

untuk memberikan catu daya pada catu daya dalam dari PLC. Catu daya dalam

akan mengaktifkan proses kerja pada PLC. Besarnya tegangan catu daya yang

dipakai disesuaikan dengan karakteristik PLC. Bagian catu daya dalam pada PLC

sama dengan bagian-bagian yang lain di mana terdapat langsung pada satu unit

PLC atau terpisah dengan bagian yang lain. Catu daya dalam PLC adalah

menggunakan

5) Pengisi Program

Pemrograman PLC adalah memasukkan instruksi-instruksi dasar PLC

yang telah membentuk logika pengendalian suatu sistem kendali yang diinginkan.

Bahasa pemrograman biasanya telah disesuaikan dengan ketentuan dari pembuat

9

PLC itu sendiri. Dalam hal ini setiap pembuat PLC memberikan aturan-aturan

tertentu yang sudah disesuaikan dengan pemrograman CPU yang digunakan pada

PLC tersebut.

Program yang digunakan dalam pemrograman PLC tergantung dari

jenis atau merk PLC itu sendiri, karena PLC yang akan dijadikan sebagai bahan

penelitian menggunakan PLC merk Omron maka program yang digunakan adalah

Syswin. Sedangkan seri Syswin yang digunakan adalah Syswin 3.2.

Program yang akan dimasukkan ke dalam PLC sebagai perintah adalah

menggunakan Diagram Tangga (Ladder Diagram). Ladder logic adalah bahasa

pemrograman dengan bahasa grafik atau bahasa yang digambar secara grafik.

Pemrogram dengan mudah menggambar skematik diagram dari program pada

layar. Hal tersebut menyerupai diagram dasar yang digunakan pada logika kendali

sistem kontrol panel di mana ketentuan instruksi terdiri dari koil-koil, NO, NC

dan dalam bentuk penyimbolan. Pemrograman tersebut akan memudahkan

pemrogram dalam mentransisikan logika pengendaliannya khususnya bagi para

pemrogram yang telah memahami logika pengendalian sistem kontrol panel.

Simbol-simbol tersebut tidak dapat dipresentasikan sebagai komponen tetapi

dalam pemrogramannya simbol-simbol tersebut dipresentasikan sebagai fungsi

dari komponen sebenarnya. Instruksi-instruksi yang digunakan pada

pemrograman akan dibahas lebih lanjut pada sub bab dibawah ini.

6) Instruksi Dasar PLC dengan Menggunakan Ladder Diagram

Semua instruksi (perintah program) merupakan instruksi dasar pada

PLC. Pada akhir program harus terdapat instruksi dasar END yang oleh PLC

10

dianggap sebagai batas akhir dari program. Instruksi tersebut tidak ditampilkan

pada tombol operasional programming console, akan tetapi berupa sebuah fungsi

yaitu FUN(01).

a) LD (Load) dan LD NOT (Load not)

Gambar 5. Simbol Diagram Ladder LD dan LD NOT

Load adalah sambungan langsung dari line dengan logika

pensakelarannya seperti sakelar NO sedangkan LD NOT logika pensakelarannya

adalah seperti sakelar NC. Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja pada suatu

sistem kendali hanya membutuhkan satu kondisi logic saja untuk mengeluarkan

satu keluaran

a) AND dan AND NOT

Gambar 6. Simbol Diagram Ladder AND dan AND NOT

Apabila memasukkan logika AND maka harus ada rangkaian yang

berada di depannya, karena penyambungannya seri. Logika pensaklarannya AND

seperti sakelar NO dan AND NOT seperti sakelar NC. Instruksi tersebut

dibutuhkan jika urutan kerja pada suatu sistem kendali membutuhkan lebih dari

satu kondisi logic yang harus terpenuhi semuanya untuk memperoleh satu

keluaran.

b) OR dan OR NOT

AND AND NOT

LD LD NOT

OR NOTOR

11

Gambar 7. Simbol Diagram Ladder OR dan OR NOT

OR dan OR NOT dimasukkan seperti sakelar yang posisinya paralel

dengan rangkaian sebelumnya. Instruksi tersebut dibutuhkan jika sequence pada

suatu sistem kendali membutuhkan salah satu saja dari beberapa kondisi logic

yang terpasang paralel untuk mengeluarkan satu keluaran. Logika OR logika

pensakelarannya adalah seperti sakelar NO dan OR NOT logika pensakelarannya

seperti sakelar NC.

c) OUT

Gambar 8. Simbol Diagram Ladder OUT

Out digunakan sebagai keluaran dari beberapa instruksi yang terpasang

sebelumnya yang telah membentuk suatu logika pengendalian tertentu. Logika

pengendalian dari instruksi OUT sesuai dengan pemahaman pengendalian sistem

PLC yang telah dibahas diatas di mana instruksi OUT ini sebagai koil relai yang

mempunyai konak di luar perangkat lunak. Sehingga jika OUT memperoleh sinyal

dari instruksi program yang terpasang maka kontak di luar perangkat lunak akan

bekerja.

d) AND LD (AND Load)

Gambar 9. Simbol Diagram Ladder AND LD

OUT

12

Penyambungan AND LD terlihat pada gambar tersebut diatas,

dimaksudkan untuk mengeluarkan satu keluaran tertentu.

e) OR LD (OR Load)

Gambar 10. Simbol Diagram Ladder OR LD

Sistem penyambungannya seperti gambar di atas pada prisnsipnya

sama dengan AND NOT, di mana untuk memberikan keluaran sesuai dengan

instruksi yang telah terpasang pada gambar tersebut.

f) TIMER (TIM) dan COUNTER (CNT)

Timer/Counter pada PLC Omron CPM 1 berjumlah 512 buah yang

bernomor TC 000 sampai TC 127 (tergantung tipe PLC). Jika suatu nomor sudah

dipakai sebagai Timer/Counter, maka nomor tersebut tidak boleh dipakai lagi

sebagai Timer ataupun Counter yang lain.

1) Nilai Timer/Counter pada PLC bersifat countdown (menghitung mundur) dari

nilai awal yang ditetapkan oleh program. Setelah hitungan mundur tersebut

mencapai angka nol, maka kontak NO Timer/Counter akan bekerja.

2) Timer mempunyai batas antara 0000 sampai dengan 9999 dalam bentuk BCD

(Binary Code Decimal) dan dalam orde sampai 100 ms. Counter mempunyai

orde angka BCD dan mempunyai batas antara 0000 sampai dengan 9999.

13

TIMER

COUNTER

Gambar 11. Simbol Diagram Ladder TIMER dan COUNTER

d. Bagian-bagian PLC

CPU adalah otak dari PLC, merupakan tempat mengolah program

sehingga sistem control yang telah didesain akan bekerja seperti yang

diprogramkan.

1) Terminal Input Power Supplyadalah terminal untuk memberi tegangan sumber

dari CPU ke Power Supply (100 sampai 240 VAC atau VDC)

2) Terminal Ground fungsional (Fungtional earth Terminal)

Terminal Ground fungsional (Fungtional earth Terminal) adalah terminal

yang harus masuk ground jika menggunakan tegangan sumber AC

3) Terminal Output power supply

Satu buah CPM dengan tegangan sumber AC dengan dilengkapi output 24 V

DC untuk mensuplai tegangan-tegangan.

4) Terminal masukan (terminal input)

Terminal masukan (terminal input) adalah terminal yang menghubungkan

kerangkaian input.

Keterangan : N = Nomor TIM/CNT SV = Set Value CP = Pulsa R = Reset

TIM N

SV

CNT N

SV

CP

R

14

5) Terminal keluaran (terminal output)

Terminal keluaran (terminal output) adalah terminal yang menghubungkan

kerangkaian output

6) Indikator PC

Indikator yang menampilkan status opersi atau mode dari PC

7) Terminal Ground pengaman (protective out terminal)

Terminal Ground pengaman (protective out terminal) adalah terminal

pengaman ground untuk mengurangi resiko kejutan listrik

8) Indikator masukan

Menyala saat terminal koresponden ON.

9) Indikator keluaran

Menyala saat terminal output koresponden menyala ON.

10) Peripheral Port

Penghubung antara CPU dengan PC atau peralatan peripheral lainnya.

11) Expansion I/O

Penghubung CPU ke expansion I/O unit untuk menambah 12 input dan 8

output ekstra.

15

Tabel 1. Indikator status pada CPM 1A

INDIKATOR STATUS KETERANGAN

ON Power sedang disuplai ke Program Consule Power

(Hijau) OFF Power tidak dihubungkan ke Program Consule

ON Program Consule sedang mengoperasikan

mode RUN atau monitor

RUN

(Hijau)

OFF Program Consule ada dalam mode program

atau kesalahan total terjadi

ON Kesalahan fatal terjadi (Program Consule

berhenti operasi)

Flashing Kesalahan yang tidak fatal terjadi (Program

Consule meneruskan operasi)

ERROR/

Alarm

(Merah)

OFF Mengindikasikan operasi normal

ON Data sedang ditransfer lewat terminal

peripheral

COMM

(Orange)

OFF Data tidak ditransfer lewat terminal peripheral

e. Spesifikasi dan Karakteristik PLC

Pada pembuatan rancang bangun miniatur sistem pemindah barang

dengan menggunakan PLC ini, yang akan digunakan adalah PLC dengan

spesifikasi dan karakteristik sebagai berikut :

1) Spesifikasi

Merek : OMRON Sysmac series CPM 1A

16

Model : 20 CDR A

Tegangan Suplai : 100 - 240 V AC

Frekwensi : 50 -60 Hz

Daya : 30 VA

Arus Input : 5 mA / 12 mA

Tegangan Output : 24 V DC (RCS), 250 V AC (GEN)

2) Karakteristik

Metode kontrol : Metode penyimpan program

Bahasa pemrograman : Ladder Diagram menggunakan program

Syswin 3.2

Panjang Instruksi : 1 set setiap instruksi (1-5) word / instruksi

Kapasitas program : 2048 words

Max I/O point : 50

Output : 8 buah

Input : 12 buah

Kecepatan : 0,72 - 16,2 Ms

2. Penggerak Conveyor

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan penggerak

conveyor yang akan digunakan sebagai penggerak. Hal utama yang paling

mendasar adalah untuk mendapatkan putaran yang stabil, sehingga dapat

diketahui RPMnya. Untuk mendapatkan putaran yang sesuai dan untuk

17

menghasilkan putaran yang stabil, maka dalam penelitian ini kami menggunakan

motor AC sebagai penggerak dan Gear Reducer sebagai pengurang putaran dan

penyetabil putaran. Spesifikasi yang kami gunakan untuk motor AC adalah

memiliki daya 0,5 HP/Pk dan memiliki rasio putaran permenit yaitu 1400 rpm.

Sedangkan Gear Reducer yang kami gunakan adalah yang memiliki perbandingan

1:20, diharapkan dengan Gear Reducer ini kita akan mendapatkan putaran yaitu

sekitar 80-100 rasio putaran permenitnya.

3. Pneumatik

Istilah pneumatik berasal dari Yunani, yaitu Pneuma yang berarti

napas atau udara. Istilah pneumatik selalu berhubungan dengan teknik

penggunaan udara bertekanan, baik tekanan di atas 1 atm atau kurang dari 1 atm.

Sehingga Pneumatik dapat diartikan sebagai teknik penggerak, pengaturan,

penghubung, pengembalian dan perentang yang mengambil gaya dan

penggeraknya dari udara mampat. Udara mampat sendiri adalah atmosfer yang

diisap oleh Kompresor dan dimampatkan dari tekanan normal (0,98 bar) sampai

tekanan yang lebih tinggi (biasanya antara 4 sampai dengan 10 bar).

4. Kompresor

Kompresor berfungsi untuk menghisap udara atmosfir kemudian

dimampatkan ketabung penyimpan hingga tekanan tertentu. Sistem kontrol

pneumatik beroperasi menggunakan media udara bertekanan dengan volume dan

tekanan udara yang sesuai sistem tersebut. Dalam hal ini Kompresor disebut juga

sebagai pompa vakum.

18

5. Pengaruh Beban terhadap Laju

Dalam penelitian ini yang akan menjadi topik utama pembahasan

adalah bagaimana pengaruh Beban terhadap Laju pada miniature conveyor yang

berbasis PLC pada alat penelitian ini. Untuk menghindari salah penafsiran tentang

hal tersebut, maka diperlukan penegasan istilah sebelum masuk ke landasan teori

mengenai hal tersebut. Yaitu:

a. Beban, dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia berarti barang yang dibawa atau

muatan yang dibawa. Dalam penelitian ini beban berarti muatan yang

mempengaruhi kerja bagian lain. Satuan beban yang digunakan adalah Kg.

b. Laju, sebelum kita memahami istilah laju kita juga harus dapat membedakan

antara pengertian laju dan kecepatan, dan mengapa dalam penulisan skripsi ini

digunakan istilah laju bukan menggunakan istilah kecepatan. Istilah laju dalam

Fisika karangan Giancoli, menyatakan seberapa jauh sebuah benda berjalan

dalam suatu selang waktu tertentu, atau dapat diartikan bahwa laju rata-rata

adalah jarak yang ditempuh sepanjang lintasannya dibagi waktu yang

diperlukan untuk untuk menempuh jarak tersebut (Giancoli, 2001:25).

Berdasarkan rumus dapat ditulis demikian;

Laju rata-rata = diperlukan yanguh waktu temp

uhjarak temp

Sedangkan kecepatan didefinisikan sebagai sebuah vektor yang berhubungan

dengan waktu yang diperlukan untuk perpindahan sesuatu (Giancoli.

2001:25). Dalam hal ini pengertian perpindahan berarti perubahan posisi

benda. Berdasarkan rumus dapat ditulis sebagai berikut;

19

Kecepatan rata-rata = diperlukan yanguh waktu tempnperpindaha

Untuk memperjelas pengertian tersebut dapat dilihat dari contoh berikut;

Seseorang berjalan 70 m ke Timur dan 30 m ke barat. Jarak total yang

ditempuh adalah 70 + 30 = 100 m, tetapi besar perpindahannya hanya 40 m,

misalkan perjalanan ini memerlukan waktu 70 detik maka;

Laju rata-rata = waktujarak =

70100 m/s = 1,4 m/s

Kecepatan rata-rata = waktu

nperpindaha = 7040 m/s = 0,57 m/s.

Dalam penelitian ini objek yang akan dijadikan sebagai bahan analisis adalah

variasi beban yang berjenjang terhadap berapa lama conveyor itu

memindahkan barang. Berdasarkan waktu yang diperoleh dari hasil

eksperimen menggunakan mesin conveyor berbasis PLC ini, kita akan

mengetahui hubungan penambahan beban terhadap laju pergerakan mesin

conveyor berbasis PLC.

6. Kerangka Berpikir

Dalam pembuatan Conveyor ini, masing-masing sistem akan

dikendalikan oleh PLC OMRON CPM 1A. Hal ini dapat direalisasikan karena

PLC ini memilki fasilitas hardware maupun software. Dengan fasilitas tersebut,

PLC ini dapat menghasilkan keluaran arus sebesar 24 volt dan kuat arus sebesar

0,2 Ampere. Untuk dapat mengeluarkan sinyal tersebut diperlukan suatu program

yang akan menjalankan sinyal keluaran yang diinginkan. Sebuah mesin Conveyor

dapat dijalankan secara otomatis dengan menggunakan PLC CPM 1 A sesuai

20

variasi dengan mengubah arus yang terhubung pada masing-masing output.

Kombinasi arus yang terhubung ke masing-masing komponen tersebut dapat

dihasilkan oleh PLC dengan cara memberikan program sesuai pola gerakan atau

variasi waktu yang diinginkan. Karena sinyal keluaran dari PLC masih terlalu

kecil untuk dapat menggerakkan conveyor secara keseluruhan, sehingga

diperlukan suatu interface sebagai penambah tenaga keluaran PLC.

Perencanaan pembuatan program untuk menggerakkan conveyor ini

adalah kombinasi antara waktu untuk menggerakkan motor dan menghentikan

motor serta variasi waktu untuk menggerakkan silinder pneumatik untuk

melakukan pemindahan barang di dalam siklus kerja conveyor. Untuk kombinasi

kerja antara pemberhentian motor, pergerakan motor dan juga penggerak

pneumatiknya diberikan penundaan waktu atau jeda sehingga barang yang

digunakan sebagai objek dalam conveyor dalam keadaan diam dahulu sebelum

dipindahkan.

B. Hipotesis

Hipotesis diartikan sebagai jawaban sementara terhadap permasalahan

penelitian sampai terbukti data yang terkumpul (Suharsimi, Arikunto. 2002:64).

Sedangkan dalam buku Metodologi Penelitian Pendidikan karangan Yatim

Riyanto, Hipotesis merupakan prediksi mengenai kemungkinan hasil dari suatu

penelitian (Frankel dan Wallen). Dari judul penelitian yaitu Hubungan Antara

Beban Dengan Laju Pergerakan Conveyor Horisontal C Berbasis PLC

(Programmable Logic Controlled) Menggunakan Pneumatik dapat dikategorikan

bahwa hipotesis yang akan digunakan adalah menggunakan hipotesis tentang

21

hubungan yang bersifat sejajar tidak timbal balik. Berdasarkan uraian yang telah

dipaparkan pada kerangka berfikir sebelumnya, maka hipotesis dari penelitian ini

adalah:

1. Ada pengaruh beban terhadap laju pergerakan material pada conveyor berbasis

PLC.

2. Tidak ada pengaruh penambahan beban terhadap laju pergerakan material

pada conveyor berbasis PLC.

1

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Proses Pembuatan Alat

Dalam proses pembuatan Conveyor berbasis PLC diperlukan beberapa

alat dan bahan yang menunjang pembuatannya. Selain pembuatan perangkat keras

(hardware) yang berwujud conveyor beserta penggeraknya dan memerlukan bahan

yang cukup banyak dan juga dengan biaya yang tidak sedikit, dalam proses

pembuatannya juga diperlukan pembuatan perangkat lunak (software) yaitu

program yang dimasukkan ke dalam CPU PLC sebagai bagian pengendali

pergerakan conveyor berbasis PLC tersebut. Rincian dari proses pembuatan ini

adalah sebagai berikut:

1. Alat dan bahan

Dalam perencanaan pembuatan Conveyor berbasis PLC ini alat yang

digunakan adalah PLC CPM-1 OMRON, las listrik beserta kelengkapannya,

tachometer untuk mengukur putaran motor, kelengkapan alat reparasi berupa

obeng, kunci pas dan ring. Alat yang lain adalah mesin bubut untuk pembuatan

perlengkapan Conveyor, compressor sebagai penggerak pneumatic, stopwatch

sebagai pengukur waktu perpindahan barang, dan bor listrik

Sedangkan bahan yang dibutuhkan dalam perencanaan pembuatan conveyor

adalah kelengkapan elektronika pengerak Conveyor, berupa Resistor, Kapasitor,

Dioda, Transistor, Potensiometer, Transformator, Relai, dan MCB (Miniature

Circuit Breaker), lalu sensor untuk masukan PLC, berupa LDR (Light Dependent

Resistor), juga pneumatik (Double Active Cylinder) sebagai alat pemindah barang,

2

motor AC sebagai penggerak Conveyor, Roll Conveyor, Belt Conveyor, dan besi

yang digunakan sebagai pembuatan rangka Conveyor

2. Perencanaan Desain Perangkat Keras

Perencanaan perangkat keras ini bertujuan untuk pembuktian dan

aplikasi secara nyata dan riil dari proses sistem pengendali yang berbentuk sebuah

miniatur, sehingga dapat dipahami dengan mudah dan jelas. Adapun

perencanaannya adalah sebagai berikut:

a. Conveyor

Komponen utama dari Conveyor yang dibuat ini adalah Roll Conveyor

yang berfungsi sebagai tempat berputarnya Belt (ban berjalan), bahan terbuat dari

pipa besi ataupun bisa diganti menggunakan pipa alumunium yang memilki beban

yang lebih ringan daripada besi dengan massa yang sama. Adapun Roll yang

digunakan memiliki data teknis sebagai berikut:

1) Roll Conveyor

Panjang : 20 cm

Diameter : 4.5 cm

Gambar 12. Roll Conveyor yang digunakan

3

2) Gear (Pulley)

Adapun roda yang dipasang pada poros roll yang melewati diameter

dalam dari Bearing berfungsi untuk menghubungkan Belt ke pulley motor

penggerak yang akan memutar roll pertama, sehingga belt atau ban berjalan pada

Conveyor akan bergerak memutar.

3) Belt Conveyor

Belt Conveyor adalah sebuah sabuk yang terbuat dari ban yang

digunakan sebagai landasan barang yang akan dipindahkan menggunakan

Conveyor ini. Belt ini dihubungkan dengan roll conveyor yang telah ada, sehingga

apabila roll berputar maka belt sebagai ban penghubung juga akan bergerak sesuai

arah gerak roll conveyor. Dikarenakan kami kesulitan untuk memesan belt

conveyor ini maka kami menggunakan ban yang biasanya digunakan untuk

pemasangan slave yaitu Bandrefill. Adapun belt yang digunakan dalam

pembuatan miniature Conveyor berbasis PLC ini memiliki 3 jenis yang didasarkan

pada panjang belt tersebut yaitu panjang belt Conveyor A 160 cm, panjang belt

Conveyor B 70 cm, panjang belt Conveyor C 140 cm.

Sedangkan lebar belt adalah sama yaitu 15 cm (ukuran terbesar

Bandrefill berdasar survey yang dilakukan di pasar Jornathan Semarang). Tebal

masing-masing belt conveyor adalah 5 mm

4

Gambar 13. Belt Conveyor dari atas

4) Belt Penghubung Motor dengan Conveyor

Belt penghubung ini digunakan untuk meneruskan putaran dari motor

AC dengan Roll penggerak Conveyor, dihubungkan antara pulley pada motor

dengan pulley pada roll Conveor yang berhubungan langsung dengan motor AC.

Belt Pulley ini memiliki ketebalan 1 cm.

5) Rangka Conveyor

Merupakan dudukan atau tempat dari bearing, roll maupun ban

berjalan dan pulley yang terbuat dari besi siku. Dudukan atau tempat ini terdiri

dari 3 model yang memiliki panjang berbeda-beda,yaitu : 160 cm,140 cm dan 70

cm.

Proses dari pembuatan rangka ini dilakukan dengan menggunakan

proses pengelasan yang kemudian dilakukan proses penghalusan dan proses

pengecetan. Gambar keseluruhan dari Conveyor ini dapat dilihat pada gambar

berikut:

5

Gambar 14. Rangka Conveyor

b. Pneumatik

Silinder Hidrollik (Actuator) adalah bagian dari pneumatik yang

berbentuk silinder memanjang. Silinder yang digunakan dalam conveyor ini

berfungsi untuk memindahkan barang dari conveyor satu ke conveyor yang lain.

Sedangkan Silinder yang digunakan adalah Double Active Cylinder (Silinder

Pneumatik Penggerak Ganda) yang memiliki kerja bolak-balik. Mengapa pilihan

kami menggunakan Double Active Cylinder (Silinder Pneumatik Penggerak

Ganda) bukan Single Active Cylinder (Silinder Pneumatik Penggerak tunggal)

padahal fungsi kerjanya hanya digunakan untuk satu arah saja dikarenakan adalah

belum adanya spesifikasi yang ada untuk Single Active Cylinder (Silinder

Pneumatik Penggerak tunggal) yang memilki panjang silinder sekitar 20 cm.

Sedangkan spesifikasi yang digunakan untuk Double Active Cylinder (Silinder

Pneumatik Penggerak Ganda) ini adalah sebagai berikut: Panjang silinder adalah

20 cm, Diameter silinder yang digunakan adalah 2,5 cm, dan Tekanan kompresor

penggerak silinder adalah sekitar 6 bar.

6

Gambar 15. Symbol Double Active Cylinder

Solenoid valve berfungsi sebagai pengatur masukan udara dari

compressor menuju kebagian silinder Pneumatik sehingga dapat memberikan

tekanan pada silinder pneumatik.

Gambar 16. Selenoid Valve 5/2

Sedangkan dudukan pneumatik adalah sebagai tempat yang dibuat

untuk meletakkan pneumatik. Dudukan dibuat dengan menggunakan plat besi

Rangkaian penyalur udara tekanan dari kompresor berfungsi untuk

menghubungkan udara yang dikeluarakan oleh compressor sehingga dapat

digunakan untuk menggerakkan silinder pneumatik. Adapun alat yang digunakan

antara lain penyaring udara compressor, selang udara, napel penghubung untuk

solenoid dan silinder valve.

7

c. Rangkaian pengendali

Pada rangkaian pengendali terdapat beberapa komponen yang saling

melengkapi. Diantaranya adalah Sensor Cahaya. Komponen utama dari rangkaian

sensor cahaya ini adalah LDR (Light Dependent Resistor). LDR ini memiliki

karakteristik bahwa bila ada cahaya yang jatuh padanya maka nilai tahanannya

akan berkurang dan akan naik tahanannya apabila intensitas cahayanya berkurang.

Prinsip kerja dari rangkaian LDR ini adalah LDR akan ditembak cahaya terus-

menerus oleh cahaya, apabila ada benda yang memotong cahaya tersebut maka

nilai tahanan LDR tersebut akan naik dan rangkaian bekerja untuk mengaktifkan

relai dan memberi pulsa pada counter yang ada pada CPU PLC.

Dalam prinsip kerja rangkaian yang ada, apabila nanti barang yang

akan dipindahkan dengan menggunakan conveyor ini menyentuh cahaya yang

ditembakkan secara terus-menerus pada LDR terhalang cahaya oleh barang

tersebut maka sensor cahaya yang terhubung dengan PLC tersebut akan

memberikan informasi untuk memberi perintah pada bagian lain sesuai dengan

order kerja yang ada pada CPU PLC.

Sensor cahaya ini nanti akan memiliki 2 jenis kerja yaitu memutus arus

yang menuju motor AC sehingga motor menjadi berhenti dan mengalirkan arus

menuju motor AC sehingga motor bekerja (motor hidup). Sensor ini diletakkan

pada jalur yang dilewati barang hasil produksi yang dipindahkan melalui conveyor

ini.

Komponen lainnya adalah Penggerak Motor AC. Untuk menggerakkan

roll conveyor ini diperlukan alat penggerak yang dapat menggerakkan conveyor.

8

Pada penelitian ini digunakan motor AC yang memiliki tenaga 0.5 HP. Motor ini

akan bekerja apabila mendapat perintah dari rangkaian CPU PLC untuk

melakukan kerja. Perintah yang didapat berasal dari sensor yang dipasang pada

conveyor tersebut, begitu juga untuk mematikan kerja motor juga menggunakan

sensor.

PLC (Programmablle Logic Controlled) juga terdapat dalam rangkaian

pengendali. PLC adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan

rangkaian sederetan relai yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional.

PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor terkait),

kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan,

yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logic, 0 atau 1, hidup

atau mati). Pengguna membuat program (dengan menggunakan ladder program

atau diagram tangga) yang kemudian dijalankan oleh PLC yang bersangkutan.

Spesifikasi karakteristik PLC yang akan digunakan dalam pembuatan

conveyor ini :

a) Spesifikasi

Merek : OMRON Sysmac series CPM 1A

Model : 20 CDR A

Tegangan Suplai : 100 - 240 V AC

Frekwensi : 50 -60 Hz

Daya : 30 VA

Arus Input : 5 mA / 12 mA

Tegangan Output : 24 V DC (RCS), 250 V AC (GEN)

9

IINNPPUUTT TTEERRMMIINNAALL

OOUUTTPPUUTT TTEERRMMIINNAALL

IINNPPUUTT IINNDDIICCAATTOORR

OOUUTTPPUUTT IINNDDIICCAATTOORR

SSTTAATTUUSS IINNDDIICCAATTOORR

PPEERRIIPPHHEERRAALL PPOORRTT

b) Karakteristik

Metode kontrol : Metode penyimpan program

Bahasa pemrograman : Ladder Diagram

Panjang Instruksi : 1 set setiap instruksi (1-5) word / instruksi

Kapasitas program : 2048 words

Max I/O point : 50

Output : 8 buah

Input : 12 buah

Kecepatan : 0,72 - 16,2 Ms

Dengan kata lain, PLC menentukan aksi apa yang harus dilakukan

pada instrument keluaran berkaitan dengan status suatu ukuran atau besaran yang

diamati.

Gambar 17. Rangkaian Kelengkapan PLC OMRON

10

Pengendali penggerak pneumatik pada rangkaian ini digunakan untuk

mengatur kapan pneumatik akan bekerja pada rangkaian Conveyor. Pneumatik

yang digunakan dalam rangkaian ini berfungsi untuk memindahkan barang dari

Conveyor A ke Conveyor B dan dari Conveyor B ke Conveyor C.

Gambar 18. Rangkaian Penyaluran Udara Menuju Cylinder Pneumatik

Pembuatan box panel sebagai pelindung bagian pengendali berfungsi

sebagai pelindung bagian pengendali sehingga bagian pengendali ini dapat

terlindungi dari bagian-bagian lain conveyor ini.

3. Perencanaan Perangkat Lunak

Perangkat lunak ini nantinya akan digunakan untuk mengendalikan

kerja dari pergerakan conveyor yang berbasis PLC ini. Berikut ini program yang

akan digunakan dalam pembuatan dalam desain pembuatan conveyor.

a. Diagram Ladder

Diagram ini dibuat untuk rancangan atau desain system pengendalian

pada PLC yang kemudian diagram Ladder ini dibuat dalam data mnemonic untuk

ditransfer ke CPU PLC melalui Programing Consule atau melalui Kabel Data

computer.

Biasanya Ladder ini dibuat setelah dibuatnya rangkaian konvensional

dan disadur ke dalam Ladder diagram, sehingga mempermudah dalam mendesain

11

suatu rancangan pengendali. Pada system pengendali conveyor berbasis PLC,

diagram Laddernya menyusul setelah rangkaian telah terpasang semua.

b. Memasukkan Program Syswin 3.2 ke dalam PLC

1) Apabila mengaktifkan Syswin 3.2 akan memunculkan gambar program seperti

di bawah ini:

Gambar 10. Tampilan awal program Syswin 3.2

Mulailah dengan menu File New Project, sehingga akan dimunculkan

kotak dialog sebagai berikut:

Gambar 11. tampilan menu awal project Syswin 3.2

12

Lakukan seting seperti pada gambar di atas.

Mulailah melakukan penggambaran diagram Ladder, lihat Ringkasan

tombol/shortcut.

2) Setelah melakukan pembuatan program, langkah selanjutnya yang dilakukan

adalah dengan melakukan koneksi/hubungan antara PLC dengan computer,

untuk memindahkan program yang telah jadi ke dalam PLC. Alat yang

dibutuhkan untuk melakukan pemindahan program adalah: Adapter Port

Periphereal dan kabel penghubung Port RS-232 C.

3) Beberapa perintah program yang penting dan perlu dipahami pada saat PLC

dalam status terhubung dengan computer:

a) Connect

Merupakan perintah program untuk menyambungkan antara computer dengan

PLC.

b) Up load Program

Merupakan perintah untuk melihat isi program yang sudah ada dalam PLC.

c) Down Load Program

Merupakan perintah untuk mentransfer program yang telah dibuat ke dalam

PLC.

d) Mode

Dalam perintah Mode ini terdapat 3 pilihan kerja bagi PLC yaitu:

1. Monitor

Perintah untuk melihat kondisi PLC pada saat bekerja.

13

2. Run

Perintah untuk menjalankan program yang telah ditransfer ke dalam PLC

3. Stop

Perintah untuk menghentikan program yang sedang dijalankan di PLC.

4) Memasukkan Program ke dalam PLC

Mengatur komunikasi serial dengan PLC melalui menu Projects

Communications (lakukan seting seperti gambar berikut):

Gambar 12. Tampilan menghubungkan PLC dengan computer

Untuk melakukan koneksi dengan PLC gunakan Online Connect !

(tombol-tombol berikut hanya aktif jika sudah On-line)

Gambar13. Tampilan Menu Port Communication

Keterangan:

a) Communications Connect: untuk melakukan koneksi dengan PLC yang

bersangkutan;

14

b) PLC Mode: untuk memilih mode kerja dari PLC yang bersangkutan, jika

diklik akan dimunculkan pilihan:

Gambar 14. Tampilan menu monitoring program pada saat PLC ON

c) Monitoring: untuk melakukan monitoring kerja PLC melalui komputer,

contoh tampilan:

Gambar 15. Tampilan Menu monitoring Program Syswin 3.2

d) Online Edit: digunakan untuk penyuntingan ladder secara online

b. Tabel Mnemonic

Apabila pemrograman PLC yang dilakukan dengan menggunakan

Programming Consule maka diagram Laddernya harus diteerjemahkan dulu ke

dalam table mnemonic untuk transfer program dari Programming Consule ke

CPU PLC.

15

4. Kerangka Berpikir Alur Kerja Conveyor Berbasis PLC

Dalam pembuatan Conveyor ini, masing-masing sistem akan

dikendalikan oleh PLC OMRON CPM 1A. Hal ini dapat direalisasikan karena

PLC ini memilki fasilitas hardware maupun software. Dengan fasilitas tersebut,

PLC ini dapat menghasilkan keluaran arus sebesar 12 volt. Untuk dapat

mengeluarkan sinyal tersebut diperlukan suatu program yang akan menjalankan

jalannya sinyal keluaran sesuai yang diinginkan. Sebuah mesin Conveyor dapat

dijalankan secara otomatis dengan menggunakan PLC CPM 1 A sesuai variasi

dengan mengubah arus yang terhubung pada masing-masing output. Kombinasi

arus yang terhubung ke masing-masing komponen tersebut dapat dihasilkan oleh

PLC dengan cara meberikan program sesuai pola gerakan atau variasi waktu yang

diinginkan. Karena sinyal keluaran dari PLC masih terlalu kecil unutk dapat

menggerakkan conveyor secara keseluruhan, sehingga diperlukan suatu interface

sebagai penambah tenaga keluaran PLC.

Perencanaan pembuatan program untuk menggerakkan conveyor ini

adalah kombinasi antara waktu untuk menggerakkan motor dan menghentikan

motor serta variasi waktu untuk menggerakkan silinder pneumatik untuk

melakukan pemindahan barang di dalam siklus kerja conveyor. Untuk kombinasi

kerja antara pemberhentian motor, pergerakan motor dan juga penggerak

pneumatiknya diberikan penundaan waktu atau jeda sehingga barang yang

digunakan sebagai objek dalam conveyor dalam keadaan diam dahulu sebelum

dipindahkan.

16

S e n s o r 1

S e n s o r 2

S e n s o r 3

S e n s o r 4

T o m b o l P a u s e

T o m b o l R e s e t

M o to r 10

IN P U T O U T P U T

P L C0

1 T IM E R M o to r 1 b e rh e n ti

2 T IM E RP n e u m a tik 1

m a ju

P n e u m a tik 1 m u n d u r

3 M o to r 2

4 T IM E R M o to r 2 b e rh e n ti

T IM E R

M o to r 3

P n e u m a tik 2 m a ju

P n e u m a tik 2 m u n d u r

5

6

M o to r 3 b e rh e n ti

1

2

3

4

5

7

Gambar 19. Diagram Pengaturan Convenyor

5. Langkah Kerja Conveyor Berbasis PLC

a. Benda yang dijadikan sebagai beban, pertama-tama bekerja menyentuh sensor

pertama yang diletakkan diujung conveyor A, benda yang mengenai sensor

tersebut akan memberikan input masukan ke PLC untuk mengerakkan motor

penggerak conveyor A.

b. Kemudian benda berjalan menuju kearah sensor barang 2 yang diletakkan

masih pada jalur conveyor A. Sensor bekerja apabila benda mengenai sensor

17

tersebut, kerja yang terjadi pada sensor 2 ini akan mengaktifkan empat macam

keluaran PLC.

1) Mengaktifkan timer untuk menonaktifkan kerja motor 1, motor 1 akan

mati karena timer yang ada pada prosesor PLC bekerja berdasar dari

masukan yang diterima oleh PLC. Waktu motor mati di set menjadi 2

detik.

2) Mengaktifkan timer untuk menggerakkan katup maju selonoid sehingga

silinder Pneumatik akan maju ke depan untuk mendorong benda berpindah

tempat ke conveyor B. Keluaran PLC yang digunakan terletak pada output

no 1.

3) Karena menggunakan Double Active Cylinder yang membutuhkan

pergerakan maju dan mundur maka pneumatik yang sudah maju diberikan

masukan untuk solenoid membuka katup buang pneumatik sehingga

silinder akan bergerak menutup balik. Keluaran PLC yang digunakan

terletak pada output no 2.

4) Mengaktifkan kerja motor pada conveyor B sehingga motor bergerak

terlebih dahulu sebelum pneumatik bekerja maju dan mundur untuk

memindahkan barang.

c. Setelah barang berpindah dari conveyor A ke conveyor B, barang yang ada

tersebut juga akan mengaktifkan sensor ketiga yang terletak di conveyor B.

Sensor tersebut juga akan mengaktifkan 4 keluaran PLC yang ada dalam

keluaran no 4, 5 dan 6. dan satu keluaran yang ada dalam timer dalam PLC.

18

1) Mengaktifkan timer untuk menonaktifkan kerja motor 2, motor 2 akan

mati karena timer yang ada pada prosessor PLC bekerja berdasar dari

masukan yang diterima oleh PLC. Waktu motor mati di set menjadi 2

detik.

2) Mengaktifkan timer untuk menggerakkan katup maju selonoid sehingga

silinder Pneumatik akan maju ke depan untuk mendorong benda berpindah

tempat ke conveyor C. Keluaran PLC yang digunakan terletak pada output

4.

3) Karena menggunakan Double Active Cylinder yang membutuhkan

pergerakan maju dan mundur maka pneumatik yang sudah maju diberikan

masukan untuk solenoid membuka katup buang pneumatik sehingga

silinder akan bergerak menutup balik. Keluaran PLC yang digunakan

terletak pada output no 5.

4) Mengaktifkan kerja motor pada conveyor C sehingga motor bergerak

terlebih dahulu sebelum pneumatik bekerja maju dan mundur untuk

memindahkan barang.

d. Kemudian barang tersebut akan mengaktifkan sensor 4 yang terletak pada

bagian akhir conveyor C. Sensor ini akan menonaktifkan kerja motor yang

menggerakkan conveyor C.

e. Dari semua penundaan waktu yang terjadi pada saat sensor barang bekerja

adalah dengan menggunakan PLC. Penundaan dan program yang ada dalam

CPU PLC ini dibuat dengan menggunakan diagram Ladder.

19

f. Ladder Diagram yang digunakan sebagai masukan perintah PLC dimasukkan

ke dalam memori PLC dengan mengunakan program Syswin 3.2. (Ladder

Diagram terlampir).

B. METODE PENELITIAN

1. Material Spesimen

Penggunaan material spesimen dalam penelitian ini menggunakan

beban yang mempunyai titik berat ditengah dan tidak terpusat pada titik atas

ataupun bawah. Balok dari kayu dipilih sebagai beban yang akan digunakan

dikarenakan titik beratnya terletak ditengah, sehingga diharapkan saaat didorong

oleh pneumatik barang akan berpindah dengan posisi yang sama. Besar barang

yang dipakai tergantung dari berat beban yang dipakai.

Gambar 20. Barang yang dipakai.

2. Alur Penelitian

Alur penelitian intinya sama dengan gambar flowchart. Awal mula

sistem pada conveyor horisontal A dinyalakan lewat pemrograman PLC yang

telah dibuat melalui Diagram Ladder. Saat tombol start dipencet sistem conveyor

dalam keadaan stand by. Beban diletakkan pada sensor 1 yang kemudian akan

20

menggerakkan motor pada conveyor B. Mulailah penghitungan waktu setelah

motor menggerakkan conveyor.

Beban mengenai sensor 2, sensor akan mengirim pesan untuk

menghentikan motor sesaat setelah mengenai sensor 2 tepat didepan pneumatik.

Disitulah akhir dari penghitungan waktu yang dimulai dari barang terkena sensor

1 yang menggerakkan motor.

3. Waktu dan Tempat penelitian

Penelitian akan dilakukan pada Januari-Februari 2006 di

Laboratorium Pneumatik E9 Lt.2 Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang.

C. Menentukan Variabel

Variabel merupakan objek penelitian, atau apa yang menjadi titik

perhatian penelitian (Suharsimi Arikunto. 1998:98). Variabel adalah suatu besaran

utama yang merupakan faktor yang tidak tetap atau gejala-gejala yang dapat

berubah-ubah yang terdapat dalam permasalahan yang hendak dicari jawabannya.

Dalam penelitian mengenai pengaruh beban terhadap laju pergerakan conveyor

ini, varibel yang dijadikan sebagai objek penelitian dibedakan berdasar pada

fungsinya dibagi menjadi 3 macam, yaitu:

1. Variabel Bebas

Variabel bebas dalam penelitian ini yaitu pengaruh penambahan beban

terhadap conveyor berbasis PLC dengan pemindah barang menggunakan

pneumatic.

21

2. Variabel Terikat atau Tak Bebas

Variabel terikat dalam penelitian ini yaitu laju pergerakan conveyor berbasis

PLC dengan pemindah brang menggunakan pneumatic.

3. Variabel Kontrol

Variable control dalam penelitian ini adalah putaran motor penggerak oleh

CPU PLC dan masukan untuk PLC berupa sensor yang ada.

D. Metode Pengumpulan Data

Dalam rangka memperoleh data yang diperlukan, maka metode yang

dipergunakan adalah dengan metode eksperimen yang dilakukan pada miniature

conveyor berbasis PLC dengan pemindah barang menggunakan pneumatik. Data

yang dikumpulkan sebagai bahan analisis adalah jarak perpindahan barang dan

waktu yang diperlukan selama barang/beban berpindah.

E. Metode Analisis Data

Dalam penelitian mengenai Hubungan Antara Beban Dengan Laju

Pergerakan Material Conveyor Horisontal C Berbasis PLC (Programmable Logic

Controlled), adalah suatu penelitian yang mencari ada tidaknya hubungan antara

penambahan beban terhadap laju pergerakan conveyor jadi analisis data yang

digunakan adalah menggunakan penelitian korelasi. Penelitian korelasi bertujuan

untuk mengetahui ada tidaknya hubungan, dan apabila ada, berapa eratnya

hubungan serta berarti atau tidak hubungan tersebut (Suharsimi

Arikunto:1998:;251). Sedangkan dalam pengolahan datanya menggunakan rumus

Product Moment. Penggunaan analisis data menggunakan product moment

22

digunakan untuk mengetahui seberapa jauh hubungan antara pembebanan dengan

laju pergerakan conveyor.

Untuk mengetahui seberapa hubungan antara variabel yang dicari,

analisis yang digunakan adalah menggunakan rumus Product Moment

Simpangan,rumusnya :

rxy = ( )( )

( ){ } ( ){ }2222

YYNXXN

YXXYN

Di mana : rxy = koefisien korelasi antara variabel x (beban) dan variabel y

(laju pergerakan)

Analisis data merupakan cara mengolah data untuk mengetahui hasil

akhir penelitian. Penelitian ini mengunakan analisis deskriptif yaitu mengamati

langsung hasil eksperimen kemudian menyimpulkan dan menentukan hasil

penelitian.

Tabel 2. Ukuran nilai r korelasi dan interpretasinya.

Nilai r Interpretasi

Antara 0,800 sampai dengan 1,000

Antara 0,600 sampai dengan 0,800

Antara 0,400 sampai dengan 0,600

Antara 0,200 sampai dengan 0,400

Antara 0,000 sampai dengan 0,200

Tinggi

Cukup

Agak rendah

Rendah

Sangat rendah

(tak berkorelasi)

(Sutrisno Hadi, 2001:275)

23

1. Teknik Penyajian Data

Untuk mencapai tujuan penelitian sesuai dengan yang diharapkan

dalam penyusunan skripsi ini dan untuk diperoleh suatu kesimpulan maka data

yang telah terkumpul akan dianalisis dengan analisis sebagai berikut:

a. Memeriksa dan meneliti data-data yang telah terkumpul untuk menjamin

apakah data tersebut dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya.

b. Mengkategorikan data-data yang sesuai dengan kriteria serta hal-hal yang

diperlukan dalam suatu pendataan. Penyajian data penelitian ini dipergunakan

metode deskriptif kualitatif yaitu dengan menggambarkan kenyataan yang

terjadi bersifat umum dan kemungkinan masalah yang dihadapi serta

solusinya.

2. Metode Analisis Data

Data yang diperoleh kemudian disajikan berdasarkan analisis. Secara

umum analisis data yang digunakan adalah secara kualitatif yaitu analisis yang

tidak didasarkan pada perhitungan statistik yang berbentuk kuantitatif (jumlah)

akan tetapi dalam bentuk pernyataan dan uraian yang selanjutnya akan disusun

secara sistematis dalam bentuk skripsi.

1

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN

A. Hasil Penelitian

Penelitian ini menghasilkan data-data yang berupa angka dalam tabel,

grafik, serta hasil dari koefisien korelasi, juga ada foto kegiatan penelitian

1. Pengujian Data

Urutan pengukuran dari rangkaian mesin conveyor dengan pemindah

barang mengggunakan pneumatik adalah sebagai berikut: sebelum dilakukan strat

awal terhadap kerja conveyor, barang yang dijadikan sebagai objek penelitian

diletakkan pada posisi yang diinginkan, posisi awal barang sangat menentukan

waktu yang ditempuh barang tersebut dalam rangkaian conveyor pemindah barang

ini. Pada titik mula barang diletakkan stopwatch sebagai pengukur waktu jalannya

barang, stopwatch ini aktif bersamaan dengan langkah maju dari pneumatik 2

sesaat setelah sensor 2 aktif.Conveyor C bergerak dan berhenti pada sensor

3.Kemudian dilakukan percobaan untuk barang yang memiliki beban yang

berbeda, untuk tiap variasi bebannya dilakukan 3 kali percobaan. Data waktu yang

terkumpul sebanyak 3 kali dari masing-masing percobaan tersebut diambil rata-

ratanya. Percobaan yang dilakukan menggunakan 7 macam variasi beban.

Berdasarkan data yang ada (lihat lampiran 9) kemudian dimasukkan ke

dalam tabel yang digunakan untuk menghitung koefisien korelasi dan menentukan

diagram hubungan antara beban dengan waktu serta diagram hubungan antara

beban dengan laju.

2

Tabel 3. Data Hasil Pengujian Alat.

Beban (Kg)

Jarak Tempuh (m)

Waktu Tempuh (dt)

Rata - Rata Waktu Tempuh (dt)

Laju (m/dt) XY X2 Y2

(X) (Y) 9.33 9.32 1 9.34

9.33 0.152 0.152 1 0.023

9.28 9.25 2 9.28

9.27 0.153 0.306 4 0.023

9.36 9.40 3 9.38

9.38 0.151 0.454 9 0.023

9.41 9.42 4 9.40

9.41 0.151 0.604 16 0.023

9.45 9.46 5 9.48

9.46 0.150 0.750 25 0.023

9.55 9.50 6 9.50

9.52 0.149 0.895 36 0.022

9.58 9.60 7

1.42

9.50 9.56 0.149 1.040 49 0.022

X t Y XY X2 Y2 28 65.930 1.055 4.202 140 0.159

Berdasarkan dari tabel yang didapatkan dari hasil pengujian terhadap

kerja conveyor berbasis PLC dengan pemindah barang menggunakan Pneumatik,

maka dapat dilihat bahwa semakin beban yang diberikan pada conveyor

ditambahkan maka waktu yang ditempuh akan semakin lama, hasil pengujian

yang dilakukan pada setiap bebannya menunjukkan bahwa rata-rata waktu yang

ditempuh akan semakin lama. Pada beban awal 1 kg didapatkan rata-rata waktu

tempuh yang lebih lama dibandingkan dengan beban 2 kg, sedangkan pada beban

3

selanjutnya rata-rata waktu yang ditempuh semakin naik. Pada beban 2 kg

diperoleh waktu yang tercepat dibandingkan dengan beban yang lainnya. Untuk

lebih jelasnya dapat dilihat dari grafik berikut ini:

9.33

9.27

9.389.41

9.46

9.529.56

9.109.159.209.259.309.359.409.459.509.559.60

1 2 3 4 5 6 7

BEBAN (kg)

WAK

TU (d

t)

Gambar Grafik Hubungan Antara Beban dengan Waktu

Data hasil hubungan antara penambahan beban terhadap laju pergerakan

conveyor dapat dilihat dari tabel yang ada di atas, dari data yang ada dapat kita

lihat bahwa laju pergerakan conveyor akan semakin menurun. Laju yang

dihasilkan diperoleh dari perkalian antara jarak yang ditempuh benda (meter)

dengan waktu yang ditempuh (detik), sehingga diperoleh laju pergerakan

conveyor yang memiliki satuan m/s (meter/detik). Pada beban 2 kg diperoleh laju

pergerakan yang paling tinggi bila dibandingkan dengan beban yang lain. Laju

puncak didapat tidak pada beban yang terendah yaitu pada beban 1 kg, tapi pada

beban 2 kg, dalam hal ini laju yang terjadi dimungkinkan dipengaruhi oleh faktor

lain selain penambahan beban. Dalam penulisan ini dibatasi pada hubungan antara

4

penambahan beban terhadap laju pergerakan conveyor, sehingga faktor-faktor lain

yang berpengaruh tidak akan dibahas. Untuk memperjelas hubungan antara

penambahan beban terhadap laju conveyor dapat dilihat pada grafik berikut ini:

0.152

0.153

0.1510.151

0.1500.149

0.149

0.146

0.147

0.148

0.149

0.150

0.151

0.152

0.153

0.154

1 2 3 4 5 6 7

BEBAN (kg)

LAJU

(m/d

t)

Gambar Grafik Hubungan Antara Beban dengan Laju

2. Koefisien Korelasi (rxy)

Korelasi yang digunakan pada penelitian ini adalah korelasi product

momen yaitu korelasi untuk menentukan dua gejala yang timbul. Dalam penelitian

ini dua gejala itu adalah Beban (X) dan Laju (Y).

Rumus Koefisien Korelasi :

rxy = { }{ }

2222 )()(XN

))((

YYNX

YXXYN

Hasil dari hasil penelitian dimasukkan dalam rumus diatas adalah :

rxy = { }{ }

2222 )()(XN

))((

YYNX

YXXYN

5

rxy = { } { }22 )055,1()159,07()28()1407()055,128()202,47(

xxx

xx

rxy = - 0,95

rxy2 = 0,91

B. Pembahasan Hasil Penelitian

Hasil hubungan antara beban dengan waktu menunjukkan hasil yang

sebanding yang artinya semakin berat beban yang digunakan maka akan semakin

bertambah pula waktu yang ditempuh. Kecuali pada beban 1 Kg (percobaan

pertama), dikarenakan pada beban 1 Kg terdapat faktor-faktor dari luar yang

mempengaruhi penambahan waktu yang berakibat pada laju yang kecil. Pada

beban kedua (2 Kg) sampai seterusnya waktu yang dihasilkan tetap.

Faktor yang mempengaruhi beban pertama adalah karena bebarapa hal

diantaranya, (1) Kurangnya gesekan antara bandrefiil dengan roll, dikarenakan

beban 1 Kg merupakan kotak kosong, (2) Pada beban 1 Kg hampir sama dengan

konveyor yang berjalan tanpa beban atau tidak diberi beban sehingga tekanan

pada bandrefiil kurang.

Dari hasil koefisien korelasi ditas menunjukkan bahwa hasilnya 0,95.

Angka 0,95 artinya bahwa hubungan antara beban dengan laju menunjukkan

angka 0,95, sedangkan tanda minus ( - ) hanya menunjukkan bahwa antara beban

dengan laju berbanding terbalik. Semakin beban bertambah maka akan semakin

turun laju atau jika beban (X) naik maka laju (Y) turun.

Angka rxy2 = 0,91 artinya bahwa 91% laju conveyor dipengaruhi oleh

beban sedangkan 9% lainya dipengaruhi oleh faktor luar seperti faktor gesekan

6

antara roll dengan bandrefiil dan tekanan antara beban dengan bandrefiil itu

sendiri. Disamping itu juga faktor peletakan pertama beban pada saat start.

C. Keterbatasan Penelitian

Penelitian tidak terlepas dari keterbatasan. Keterbatasan dalam penelitian ini

diantaranya, (1) Tegangan listrik di laboratorium penelitian tidak stabil, (2)

Proses pembuatan sensor yag membutuhkan waktu lama,dan (3) Kendala biaya.

1

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian dari pengujian dan evaluasi data serta

pembahasan pada hubungan antara laju dengan beban material conveyor

hiorisontal C maka dapat diambil simpulan sebagai berikut :

1. Ada hubungan antara laju dengan pergerakan beban pada conveyor, semakin

berat beban maka semakin lama waktu tempuh yang dibutuhkan., dengan

bertambahnya waktu tempuh akan menurunkan laju dari pergerakan conveyor

karena waktu berbanding terbalik dengan laju, dengan demikian kecuali beban

1 Kg, semakin berat beban (beban naik) maka semakin turun laju dari

conveyor.

2. Mesin conveyor berbasis sistem pengendali PLC dapat memindahkan beban

dari tempat yang satu ke tempat yang lain.

B. Saran

Saran yang dapat diberikan sehubungan dengan penelitian tentang

hubungan antara beban dengan laju pergerakan material konveyor ini adalah :

1. Prototipe ini perlu adanya penyempurnaan alat agar bisa lebih presisi. Bila

diperlukan bisa diajukan pada lombalomba karya ilmiah tingkat Perguruan

Tinggi seIndonesia.

2. Perlu adanya penelitian lanjut dengan aplikasiaplikasi yang lebih modern

seperti dengan penambahan komponen yang lebih rumit konstruksinya,

misalnya pada sensor dan beban yang lebih bervariasi.

2

Lampiran 2. Kode Mnemonic

SYSTEM PENGENDALIAN CONVEYOR BERBASIS PLC OMRON

TYPE CPM-1A DENGAN PEMINDAH BARANG MENGGUNAKAN

PNEUMATIK

Alamat Ladder Code Operand Value (###)

0000

0001

0002

0003

0004

0005

0006

0007

0008

0009

0010

0011

0012

0013

0014

0015

0016

0017

0018

0019

0020

0021

0022

0023

0024

LD

OR

AND

OUT

LD

TIM

LD TIM

AND NOT TIM

OUT

LD TIM

TIM

LD TIM

AND NOT TIM

OUT

LD TIM

TIM

LD

OR

AND NOT TIM

OUT

LD

OR

AND

OUT

LD

000.00

015.08

015.05

010.00

015.00

000

000

001

010.01

010.01

001

001

002

010.02

001

002

000.01

015.00

002

015.00

010.01

015.10

015.05

010.03

000.02

0023

0025

0025

3

0025

0026

0027

0028

0029

0030

0031

0032

0033

0034

0035

0036

0037

0038

0039

0040

0041

0042

0043

0044

0045

0046

0047

0048

0049

0050

0051

0052

0053

0054

0055

OR

AND NOT TIM

OUT

LD

TIM

LD TIM

AND NOT TIM

OUT

LD TIM

TIM

LD TIM

AND NOT TIM

OUT

LD TIM

TIM

LD

OR

AND

AND NOT

OUT

LD

OR

AND NOT

OUT

LD

OR

AND NOT TIM

OUT

LD

OR

AND NOT TIM

015.01

005

015.01

015.01

003

003

004

010.04

003

004

004

005

010.05

003

005

010.04

015.11

015.05

000.03

010.06

000.04

015.05

000.05

015.05

010.00

015.08

000

015.08

010.03

015.10

003

0023

0023

0030

4

0056

0057

0058

0059

0060

0061

OUT

LD

OR

AND NOT

OUT

END (01)

015.10

010.06

015.11

000.03

015.11

5

Lampiran 3. Gambar Rangkaian I/O PLC CPM 1A

6

Lampiran 4. Gambar Rangkaian Kabel Motor AC

7

Lampiran 5. Gambar Rangkaian Kabel Alur Masukan PLC

8

Lampiran 6. Gambar Rangkaian Kabel Keluaran Pneumatik

9

Lampiran 7.

Gambar Rangkaian Kontruksi Conveyor

10

Kontruksi Conveyor Pemindah Barang berbasis PLC

Bagian Pengendali Conveyor Berbasis PLC

11

Pneumatic Sebagai Pemindah Barang

Motor Penggerak Dan Sensor Sebagai Masukan PLC

12

Lampiran 8. Dokumentasi Penelitian

Bahan Yang Digunakan Sebagai Objek Penelitian