BAB III METODE DAN PERANCANGAN

Transkripsi

1 BAB III METODE DAN PERANCANGAN 1.1 Metode Metode yang digunakan dalam pembuatan modul ini adalah modifikasi rancang bangun yang dilakukan dengan eksperimen. Hasil dari penyusunan tugas akhir ini berupa modul latih otomasi industri dengan konsep FRP untuk mengendalikan motor AC 3 phasa. Pada dasarnya pengendalian motor AC 3 phasa memiliki banyak macam cara pengendalian seperti interlock (self holding), menjalankan dua atau tiga motor AC 3 phasa bergantian secara manual maupun otomatis, 2 arah putaran kanan - kiri (forward reverse), star/y delta/δ dan lain-lain. Banyaknya macam cara pengendalian motor AC 3 phasa maka disini penulis hanya merancang pengawatan, pembuatan ladder diagram, dan animasi sistem HMI untuk mengendalikan motor AC 3 phasa secara forward reverse dan star/y delta/δ. Pembuatan modul latih otomasi industri ini aplikasinya diujicobakan untuk eksperimen perkuliahan praktikum. Langkah-langkah dalam pembuatan trainer modul latih ini mengikuti alur diagram alir yaitu sebagai berikut: 30

2 31 Mulai Menentukan PLC dan komponen modul latih yang akan dirancang Desain bentuk modul latih dan penenempatan komponen Membuat modul latih pada trainer Pemasangan hardware dan software Terjadi kesalahan? Ya Tidak Menetapkan modul latih Uji coba modul latih Uji coba berhasil? Tidak Ya Selesai Gambar 3.1 Diagram alir pembuatan modul latih otomasi industri

3 32 Pembuatan trainer ini akan menghasilkan hardware modul latih otomasi industri yang berbasis PLC serta membuat sistem HMI sesuai dengan software yang digunakan dengan konsep FRP. Pembuatan plant modul latih otomasi industri ini terdiri dari 3 plant modul yang terdiri dari: Input/Output kontaktor, modul pengendali motor AC 3 phasa dengan 2 kontaktor magnet untuk pengendalian forward-reverse, dan modul pengendali motor AC 3 phasa dengan 3 kontaktor magnet untuk pengendalian star/y delta/δ. Pengujian rangkaian ini dilakukan untuk mendapatkan kinerja trainer yang maksimal yang saling berkaitan. Pada prinsipnya sebuah PLC melalui modul input bekerja menerima data-data berupa sinyal dari sistem yang dikendalikan. Data-data masukan dari input yang masih berupa sinyal analog akan diubah untuk modul input analog to digital (I/O) menjadi sinyal digital, selanjutnya oleh CPU yang ada dalam PLC sinyal digital itu diolah sesuai dengan program yang sudah dibuat dan disimpan dalam memory. Seterusnya CPU itu akan mengambil keputusan dan memberikan perintah melalui modul output dalam bentuk sinyal digital. Pada PLC Omron CP1L perancangan plant PLC masing masing dihubungkan ke tiap terminal plan input/output sehingga terlihat input/output yang tersedia pada PLC. Berikut blok rangkaian PLC:

4 33 SYSMAC OMRON CP1L + 24 V COM COM - 24 V Toggle 1 INPUT 0 OUTPUT 0 Building posh 1 Toggle Building posh 2 Toggle Building posh 3 Toggle Building posh 4 Toggle Building posh 5 Toggle Building posh 6 Toggle Building posh 7 Toggle Building posh 8 Push button 1 8 Push button 2 9 Push button 3 10 Push button 4 11 Gambar 3.2 Blok rangkaian PLC 1.2 Ladder diagram Ladder diagram atau diagram tangga satu garis adalah satu cara untuk menggambarkan proses kendali. Diagram ini merepresentasikan interkoneksi antara perangkat input dan perangkat output sistem kendali. Sebuah ladder diagram terdiri dari sebuah garis menurun ke bawah pada sisi kiri dengan garis garis bercabang ke kanan, garis yang ada di sebelah kiri disebut dengan palang bis (busbar), sedangkan garis-garis cabang (the branching lines) adalah baris instruksi atau anak tangga. Sepanjang garis instruksi ditempatkan berbagai macam kondisi yang terhubung ke kondisi lain disisi kanan.

5 34 Kombinasi logika dari kondisi-kondisi tersebut manyatakan kapan dan bagaimana instruksi yang ada disisi kanan tersebut di kerjakan. Gambar 3.3 Ladder diagram forward reverse dan star/y delta/δ 1.3 Sistem HMI Sebelum membuat simulasi sistem HMI, terlebih dahulu harus membuat diagram alir. Pembuatan diagram alir bertujuan agar dalam pembuatan program dapat sesuai dengan yang telah direncanakan. Adapun diagram alir pembuatan animasi sistem HMI dengan software dapat dilihat pada gambar berikut.

6 35 Mulai Pemahaman deskripsi kerja Paham? Tidak Ya Pembuatan file aplikasi baru Pembuatan tampilan animasi HMI Inisialisasi komponen (tagname) Menjalankan animasi Sesuai? Tidak Ya Selesai Gambar 3.4 Diagram alir pembuatan animasi sistem HMI pada software

7 Integrasi HMI dan PLC Sistem kendali berbasis PLC dapat memudahkan user dalam proses monitoring dan pengendalian sehingga dapat menjadi sistem HMI antara operator (manusia) dengan mesin. HMI berfungsi sebagai jembatan bagi oprator untuk memahami proses yang terjadi pada mesin. Adapun proses integrasi HMI dan PLC dapat dilihat pada gambar 3.5 berikut. Software yang diinstal pada PC PC pemrogram & pengendali sistem HMI PLC Modul Latih Input Modul latih Output Gambar 3.5 Proses Integrasi HMI dan PLC Gambar diatas menunjukkan masing-masing bagian saling dihubungkan sebagai suatu sistem yang terintegrasi. Mulai dari data pada input real plant dikirimkan ke PLC untuk diolah dan dieksekusi sesuai program yang telah dirancang, kemudian data tersebut dibaca oleh komputer dengan bantuan software sistem HMI yaitu wonderware intouch. Dengan adanya software sistem HMI, komputer dapat menampilkan data tersebut dan operator dapat memberikan data pada PLC untuk diteruskan ke output real plant sesuai program yang sudah dirancang.

8 37 Agar PLC dan HMI bisa berkomunikasi, harus ada pengesetan Input- Ouput Server sehingga aplikasi yang telah dibuat bisa berkomunikasi langsung dengan PLC melalui software khusus sebagai portal komunikasi data antara PLC dengan komputer, software tersebut adalah Wonderware I/O Server. Wonderware I/O Server mempunyai jenis yang berbeda-beda untuk PLC yang berlainan merek. PLC yang digunakan pada modul latih adalah PLC Omron CP1L dengan I/O 20 buah. Maka program yang yang digunakan adalah Omron Host Link (OmronHL). Sebelum komunikasi bisa berjalan, harus ada konfigurasi pada aplikasi Wonderware InTouch dan OmronHL. Konfigurasi pada Wonderware InTouch yaitu dengan mengatur type tagname, access name dan item pada tagname. Sedangkan pada OmronHL diatur Com Port dan Topic Definiton. 1.5 Alat, Bahan dan Spesifikasinya Meja Bahan dasar yang digunakan untuk meja trainer ini adalah pitblok dengan ketebalan 1.5 Cm dan dengan penahan meja tersebut menggunakan besi bentuk balok dengan ketebalan 3 x 3 Cm.

9 Cm MONITOR 10 Cm 40 Cm 60 Cm TAMPAK DEPAN 50 Cm CPU 50 Cm TAMPAK SAMPING KANAN 60 Cm 33 Cm MONITOR CPU TAMPAK BELAKANG TAMPAK SAMPING KIRI Gambar 3.6 Desain Meja Frame Bahan frame yang digunakan untuk frame trainer ini adalah stainles dengan ketebalan 4 x 4 Cm dan dikombinasikan dengan ketebalan 2 x 2 Cm, balok kedua stainles ini dikombinasikan sesuai dengan kebutuhan frame. 98 Cm 4 Cm 2 Cm 2 Cm 1 Cm 4 Cm 2 Cm 72 Cm 1 Cm 4 Cm Komputer Gambar 3.7 Desain Frame

10 39 Komputer yang digunakan untuk kebutuhan trainer ini spesifikasinya adalah: Paket dari Acer, Intel dual core, HDD 500 GB, RAM 2 GB, Original Windows 7 Home Basic, Mouse, Keyboard, Speaker, Monitor 15, Plant Bahan plan yang digunakan adalah arcrilyc dengan ketebalan 5 Mm dan dan dengan bentuk persegi ukuran 30 x 28.5 Cm. Untuk desain plan menggunakan stiker vinil yang sudah dilaminasi sehingga mengurangi resiko kerusakan. 1.6 Desain Modul Latih Modul Umum a. Power supply terdiri dari: Voltmeter Analog 300 V, MCB 1 Phasa 2 Ampere, Power indikator dan 2 buah building posh. VOLTMETER MCB POWER INDIKATOR b. Input/Output: Gambar 3.8 Modul Power Supply

11 40 Input memiliki 12 masukan dengan menggunakan building posh, dan output memiliki 8 keluaran dengan menggunakan building posh. Pada plant ini dibutuhkan switch yang terdiri dari 2 macam, yaitu saklar toogle dan push button kecil, switch ini diserikan dengan input dari I/O dan disambungkan langsung dari PLC, ini disesuaikan dengan kebutuhan real plant-nya. Pada input memiliki 1 COM, ini digunakan untuk (+), dan pada output memiliki 4 COM, ini digunakan untuk (-) kemudian diserikan semua COM tersebut. INPUT SWITCH OUTPUT COM Gambar 3.9 Modul Input/Output c. PLC Omron CP1L: Plant ini terdiri dari PLC Omron CP1L, Power indikator, dan Push button.

12 41 PLC OMRON CP1L POWER INDIKATOR PUSH BUTTON Gambar 3.10 Modul PLC Modul real plan. d. Pengendali Motor AC 3 Phasa Forward-Reverse Pada plan ini terdiri dari 3 buah lampu pilot 220 VAC yang terbagi dalam 2 warna yaitu merah dan hijau. Plan ini juga memiliki 3 buah push button dengan 2 buah push button NO berwarna hijau dan 1 buah push button NC berwarna merah. 20 jack banana untuk input, output dan COM yang dipakai. Ada 2 buah relay 24 VDC sebagai pemicu tegangan AC agar kedua buah kontaktor yang terpasang pada modul ini dapat bekerja. Kemudian ada 38 lubang untuk jalur kabel dari MCB dan kontaktor ke modul port I/O kontaktor.

13 42 Gambar 3.11 Modul Pengendali Motor AC 3 Phasa Forward-Reverse e. Pengendali Motor AC 3 Phasa Star/Y Delta/Δ. Pada plant ini terdiri dari 3 buah lampu pilot 220 VAC, yang terbagi dalam 2 warna yaitu merah dan hijau. Plan ini juga memiliki 2 buah push button dengan 1 buah push button NO berwarna hijau dan 1 buah push button NC berwarna merah. 18 jack banana untuk input, output, dan COM yang dipakai. Kemudian ada 54 lubang untuk jalur kabel dari MCB dan kontaktor ke modul port I/O kontaktor.

14 43 Gambar 3.12 Modul Pengendali Motor AC 3 Phasa Star/Delta. f. Port I/O kontaktor Pada plan ini hanya terdiri dari 95 buah jack banana untuk input, output, dan COM. Serta terdapat 3 buah relay 24 VDC sebagai pemicu tegangan AC agar kontaktor pada plan pengendali motor 3 phasa star/delta bekerja. Gambar 3.13 Modul Port I/O kontaktor

15 Perancangan Simulasi Perancangan ini dibuat dengan melakukan perbandingan dan pengamatan operasi yang terjadi pada modul latih yang sudah dirancang, agar dapat mengetahui apakah sistem HMI dapat berjalan dengan baik sesuai modul latih atau tidak Tampilan Menu Halaman Awal Perancangan pada tampilan ini dibuat untuk menentukan sitem kendali motor yang mana yang ingin dikendalikan oleh pengguna. Gambar 3.14 Menu Tampilan Awal Tampilan Halaman Forward Reverse Perancangan tampilan HMI pada halaman ini dibuat untuk mengendalikan modul kendali motor AC 3 phasa forward reverse dari software wonderware intouch.

16 45 Gambar 3.15 Tampilan HMI forward reverse Tampilan Halaman Star Delta Perancangan tampilan HMI pada halaman ini dibuat untuk mengendalikan modul kendali motor AC 3 phasa star delta dari software wonderware intouch. Gambar 3.16 Tampilan HMI Star Delta