OTOMATISASI MESIN PENGISIAN DAN PENGEMASAN CAT DENGAN MENGGUNAKAN PLC PADA PT. OSNIKK JAYA JAKARTA. Oleh Rich Elgive Hingayomi NIM:

Transkripsi

1 OTOMATISASI MESIN PENGISIAN DAN PENGEMASAN CAT DENGAN MENGGUNAKAN PLC PADA PT. OSNIKK JAYA JAKARTA Oleh Rich Elgive Hingayomi NIM: Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Oktober 2014

2

3

4

5 PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT Saya, yang bertanda tangan di bawah ini: NAMA : Rich Elgive Hingayomi NIM : JUDUL SKRIPSI : Otomatisasi Mesin Pengisian dan Pengemasan Cat Dengan Menggunakan PLC pada PT. Osnikk Jaya Jakarta Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku. Salatiga, 10 Oktober 2014 Materai Rp, 6000,- Rich Elgive Hingayomi

6 INTISARI Pada skripsi ini dibuat sebuah sistem otomatisasi mesin pengisian dan pengemasan cat dengan menggunakan PLC OMRON CPM2A-30CDR-A sebagai pengendali utama yang digunakan untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi cat di PT. Osnikk Jaya. Alat ini mampu melakukan pengisian ember cat dengan takaran berat 4 kg, 5 kg, 20 kg, dan 25 kg, mampu bekerja pada 2 jenis ukuran ember sesuai dengan kapasitas berat yang akan diisi, mampu menutup tutup ember tanpa menggunakan tenaga manusia. Pada bagian masukan PLC terdapat sensor infra red, dan tombol push button sedangkan pada bagian keluaran PLC terdapat single phase motor AC, solenoid valve electric, dan solenoid valve pneumatic. Dalam proses pengisian digunakan sensor load cell yang terhubung dengan indikator berat untuk mengukur berat cat yang akan diisi ke dalam ember. Sistem otomatisasi mesin pengisian dan pengemasan cat ini telah berhasil direalisasikan setelah dilakukan pengujian langsung di PT. Osnikk Jaya dan mampu memproduksi cat hingga 432 ember cat per 3 jam untuk takaran berat 4 kg, 399 ember cat per 3 jam untuk takaran berat 5 kg, 292 ember cat per 3 jam untuk takaran berat 20 kg, dan 234 ember cat per 3 jam untuk takaran berat 25 kg. Jenis cat yang digunakan pada pengujian adalah cat tembok. Mesin pengisian dan pengemasan cat ini memiliki persentase kesalahan kurang dari 2,4 %. i

7 ABSTRACT In this research, I create an automation system of paint filling and packing machine using PLC OMRON CPM2A-30CDR-A as the main controller to increase the quality and quantity of paint production at PT. Osnikk Jaya. This device has the filling capacity of 4 kg, 5 kg, 20 kg, and 25 kg, 2 types of bucket based on weight capacity, and can be closed automatically without operator help. The PLC input is featured with infrared and push button while the output has a single phase motor AC, electric solenoid valve, and pneumatic solenoid valve. The filling process uses a load cell sensor connected with weight indicator to measure paint weight which is filled into the bucket. This automation system of filling and packing machine runs successfully after a direct testing at PT Osnikk Jaya and produces up to 432 buckets per 3 hours for 4kg capacity, and 399 buckets per 3 hours for 5 kg capacity, 292 buckets per 3 hours for 20 capacity, and 234 buckets per 3 hours for 25 capacity. The type of paint used in this commissioning is wall paint. This paint filling and packing machine has less than 2,4% error percentage. ii

8 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala penyertaannya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dalam rangka menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer. Pengerjaan tugas akhir ini dapat berhasil karena bantuan dan dukungan banyak pihak. Oleh sebab itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Tuhan Yesus Kristus atas berkat dan kasih karunia-nya senantiasa memberi jalan untuk menyelesaikan skripsi ini. 2. Keluargaku tercinta, papa Bapak Riwo Handayani yang selalu memberikan arahan dan nasehat, mama Ibu Fitrie Handokho yang selalu memotivasi, adik Malta Hingayomi dan Joy Senssane Hingayomi yang terus berdoa dan memberi dukungan tiada henti. I love my family. 3. Sinode JKI, Bapak Adi Sutanto yang telah memberikan beasiswa dan doa kepada saya sehingga saya bisa menyelesaikan proses perkuliahan ini. 4. PT. Osnikk Jaya Jakarta, Bapak Hartono dan Ibu Lisan dan seluruh karyawan PT. Osnikk Jaya Jakarta. 5. Bapak Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc. selaku pembimbing I dan bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc. Eng, selaku pembimbing II, terima kasih atas segala arahan yang telah diberikan. 6. Keluarga besar, Opa dan Oma saya Bapak Surya Handokho dan Ibu Beauty Purnamasari, Mbah saya Ibu Klinem, Bulek Ibu Purwiyanti dan Om Bapak Santoso dan, Tante saya wakcak Ibu Herlina, yang telah memberikan motivasi dan doa nya. 7. Monica Selesi Riana Utama atas pengertiannya dan penyemangat di kala suka dan duka. Om Sutomo dan Tante Ari yang telah banyak membantu dan memotivasi kepada saya. 8. JKI Rehobot Palembang, atas motivasi, dan doanya. I love my church. 9. Pakde dan Bukde Marsono, Panti Asuhan Pak Yakobus atas motivasi dan doanya. iii

9 10. Kak Fandi, Kak Albert, Om Danny, dan keluarga JKI Keluarga Kerajaan atas motivasi dan doanya. 11. Keluarga Kos Eltorro 800, my second home. Kalian luar biasa.!!! 12. Budi Susanto atas bantuannya dalam membuat program, dan Reyn Maxel Palese atas bantuannya untuk ambil dan edit video. 13. Semua pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung yang namanya tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini tidaklah sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik maupun saran agar tugas akhir ini dapat lebih berguna, khususnya bagi kemajuan teknik elektronika. Semoga pengerjaan dan penulisan tugas akhir ini dapat bermanfaat dan boleh menjadi inspirasi bagi siapapun yang membacanya. Salatiga, Oktober 2014 Penulis iv

10 DAFTAR ISI INTISARI... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR...viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR ISTILAH... xi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Spesifikasi Sistem Sistematika Penulisan... 3 BAB II SISTEM OTOMATISASI MESIN PENGISIAN DAN PENGEMASAN CAT Gambaran Sistem Prinsip Kerja Sistem Metode Pengukuran Berat Komponen Pembentuk Sistem... 6 BAB III PERANCANGAN SISTEM Perangkat Keras Paket Alat Conveyor Bagian Pengisian Bagian Penutup Elektronik PLC OMRON CPM2A-30CDR-A Sensor Load Cell Indikator Berat Single Phase Motor AC Solenoid Valve Electric Sensor Infra Red Solenoid Valve Pneumatic. 23 v

11 Modul Komparator Tegangan dan Modul Regulator Tegangan Panel Box Modul Saklar Catu Daya Perangkat Lunak Alur Program Cara Kerja Alat Tombol Pilihan Takaran Berat Tombol Start Deteksi Ember Deteksi Berat Tombol Reset Tombol Stop BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Pengujian Ketahanan Conveyor Pengujian PLC OMRON CPM2A-30CDR-A Pengujian Sensor Load Cell dan Indikator Berat Pengujian Solenoid Valve Electric Pengujian Elektronis Pengujian Teknis Pengujian Sensor Infra Red Pengujian Elektronis Pengujian Teknis Pengujian Solenoid Valve Pneumatic Pengujian Elektronis Pengujian Teknis Pengujian Modul Regulator Tegangan Pengujian Modul Komparator Tegangan Pengujian Tombol Pengujian Sistem Keseluruhan Pengujian di PT. Osnikk Jaya Pengujian Hasil Pengukuran Berat vi

12 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran Pengembangan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A. GAMBAR PERANCANGAN MEKANIK...51 LAMPIRAN B. PANDUAN PENGGUNAAN ALAT...52 LAMPIRAN C. SONIC T18 MANUAL BOOK, SONIC vii

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Proses Pengisian Cat Pada PT. Osnikk Jaya....2 Gambar 1.2. Proses Penutupan Ember Cat Pada PT. Osnikk Jaya...2 Gambar 2.1. Konsep Sistem...4 Gambar 2.2. Blok Diagram... 8 Gambar 3.1. Perancangan Conveyor...12 Gambar 3.2. Realisasi Conveyor...12 Gambar 3.3. Perancangan Proses Pengisian Gambar 3.4. Perancangan Mekanik Penutup Ember...14 Gambar 3.5. Mekanik Penutup Ember Gambar 3.6. PLC OMRON CPM2A-30CDR-A Gambar 3.7. Pengkabelan PLC OMRON CPM2A-30CDR-A..15 Gambar 3.8. Diagram Wiring Sistem Pengontrolan Mesin Pengisian dan Pengemasan Cat pada PLC OMRON CPM2A-30CDR-A Gambar 3.9. Gambar Konfigurasi Jembatan Wheatstone Dengan Empat Strain Gauges Gambar Sensor Load Cell Gambar Indikator Berat Gambar Single Phase Motor AC. 20 Gambar Pengaturan Arah Putaran Single Phase Motor AC 20 Gambar Solenoid Valve Electric.. 21 Gambar Struktur Fungsi Solenoid Valve Electric Gambar Sistem Kerja Sensor Infra Red E18-D80NK-DS Gambar Sensor Infra Red E18-D80NK-DS. 23 Gambar Solenoid Valve Pneumatic Gambar Sistem Kerja Solenoid Valve Pneumatic Gambar Komparator Tegangan 24 Gambar Rangkaian Pembagi Tegangan Gambar Rangkaian Regulator Tegangan. 26 Gambar Regulator Tegangan dan Komparator Tegangan 26 Gambar Antar Muka Panel Box Gambar Konsep Pemasangan Tombol viii

14 Gambar Isi Panel Box Gambar Modul Saklar Single Phase Motor AC Gambar Modul Saklar Solenoid Valve Electric Gambar Modul Saklar Solenoid Valve Pneumatic.. 29 Gambar Relay 24 VDC Gambar Diagram Alir Gambar Penggunaan Port Serial PLC. 34 Gambar 4.1. Pengujian Ketahanan Conveyor Gambar 4.2. Pengujian Single Phase Motor AC, Gear dan Rantai...36 Gambar 4.3. Pengujian PLC OMRON CPM2A-30CDR-A Gambar 4.4. Pengujian Sensor Load Cell...37 Gambar 4.5. Pengujian Solenoid Valve Electric Secara Elektronis Gambar 4.6. Pengujian Solenoid Valve Electric Secara Teknis...40 Gambar 4.7. Pengujian Sensor Infra Red Secara Elektronis..41 Gambar 4.8. Pengujian Sensor Infra Red Secara Teknis 41 Gambar 4.9. Pengujian Solenoid Valve Pneumatic Secara Elektronis...42 Gambar Pengujian Solenoid Valve Pneumatic Secara Teknis 43 Gambar Pengujian Regulator Tegangan Gambar Pengujian Komparator Tegangan Gambar Pengujian Tombol ix

15 DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Tabel 4.1. Tabel 4.2. Tabel 4.3. Tabel 4.4. Tabel 4.5. Daftar Penggunaan Pin Pada PLC OMRON CPM2A-30CDR-A...17 Data Memori Penerimaan Dari Indikator Berat Pencuplikan Data Berat Hasil Pengujian Keluaran Tegangan Komparator Hasil Pengujian di PT. Osnikk Jaya Pengujian Pengukuran Berat x

16 DAFTAR ISTILAH A AC BCD C cm DC DM HP IC I/O kg LED MCB mm NC NO PLC PLN RXD TTL V VAC VDC Ampere Alternating Current Binary Coded Decimal Common centi meter Direct Current Data Memory Horse Power Integrated Circuit Input-Output kilo gram Light Emitting Diode Miniature Circuit Breaker mili meter Normally Closed Normally Open Programmable Logic Controller Perusahaan Listrik Negara Receive Data Transistor Transistor Logic Volt Volt Alternating Current Volt Direct Current xi