Modifikasi Pengendali Setting Posisi Stopper Material pada mesin Megobal PB 100 T menggunakan Motor Step, Touch Screen dan PLC

Transkripsi

1 Modifikasi Pengendali Setting Posisi Stopper Material pada mesin Megobal PB 100 T menggunakan Motor Step, Touch Screen dan PLC Oleh : Nurhadi Kusumo Yuwono NIM : TugasAkhir Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh Ijasah Sarjana Teknik Elektro FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA i

2

3

4

5 ii

6 INTISARI Sistem ini dirancang dan direalisasikan untuk mempercepat dan meningkatkan kemudahan dalam proses pergeseran stopper pada proses produksi di mesin bending. Pada dasarnya sistem ini mengendalikan motor step menggunakan PLC dan HMI Mitsubishi untuk mengendalikan pergerakan stopper mesin bending. Sebelum dilakukan modifikasi, satu pergeseran stopper mesin bending membutuhkan waktu 5 sampai 7 menit. Setelah modifikasi selesai dilakukan setiap pergeseran stopper bending maksimal menjadi 16,6 detik. Sistem terdiri dari data Input dan monitor operasi menggunakan HMI. Penyimpanan dan pengolahan data dilakukan di dalam PLC. Proses pergeseran stopper menggunakan motor step yang menggerakkan mekanisme perantara putaran poros menggunakan timing pulley dan timing belt untuk memutar linear screw. Pergerakan stopper berdasarkan putaran dari linear screw. Putaran linear screw inilah yang harus dikendalikan menggunakan motor step. Dimana pengukuran jarak berdasarkan pada pulsa input ke driver step yang akan mengendalikan motor step. iii

7 ABSTRACT The system is designed and realized to speed up and improve of shifting process the stopper in the production of the bending machine. Basically, this system controls the step motor using PLC and HMI Mitsubishi for controlling the movement of the bending machine stopper. Before the modification, the shifting stopper bending machine takes 5 to 7 minutes. And after modifications done every shift stopper bending maximum 16.6 seconds. The system consists of a data input and monitor the operation using the HMI. Storage and processing of data in the PLC. The process of moving the stopper using a step motor that drives the intermediate shaft rotation mechanism using a timing pulley and timing belt to rotate the screw linear.stopper movement based on the rotation of the linear screw. Linear screw rotation controlled using a step motor. Tthe measurement distance based on the input pulse to the driver steps that will control step motor. iv

8 KATA PENGANTAR Puji Syukur Kepada Allah SWT atas limpahan kasih dan sayang yang telah diberikan kepada penulis dan semua pihak yang memungkinkan pembuatan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini disusun dan dilaporkan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi Strata 1 di Fakultas Teknik Elektro dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada berbagai pihak, antara lain : 1. Anggota keluarga ndalem Hadikusuman (Kalya Kusumaning Pramasanti dan Kemuning Indah Prakarti), dengan segala daya upayanya. 2. Keluarga besar Bapak Sukirno Dwijosumarto, keluarga Bapak Drs. Pramono DH, atas segala bentuk dukungan yang diberikan. 3. Rektor, Dekan, Dosen dan seluruh pengurus dan karyawan di FTEK UKSW atas kesempatan memperdalam ilmu elektronika. 4. Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng, pembimbing I dan Bapak Deddy Susilo, ST, M.Eng, pembimbing II, yang telah membimbing, mengarahkan dan banyak memberikan masukan kepada penulis dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini. 5. Politeknik ATMI Surakarta atas kesempatan berbagi pengetahuan kepada mahasiswa Politeknik ATMI dan peluang yang diberikan untuk kuliah di UKSW. 6. PT ATMI Solo yang telah memberi kesempatan bekerja dan melakukan modifikasi mesin bending untuk digunakan sebagai Tugas Akhir. 7. Rekan rekan di Unit Kerja MDC PT ATMI Solo, dan saudara-saudara di Engineering Elektrik MDC, Aris L, Joko R, Subarno dan Dwi Joko. Kampus ATW Surakarta, Ikatan Alumni ATW, teman-teman kuliah dari PT ATMI dan Politeknik ATMI. 8. Semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu persatu yang telah membantu dan mendukung selama proses perkuliahan sampai dengan pengerjaan Tugas Akhir di FTEK UKSW. v

9 Kesempurnaan hanya milik Tuhan dan Tugas Akhir ini memiliki banyak kekurangan, karena itu kritik, saran dan masukan sangat diharapkan. Dan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang berkaitan. Salatiga, 1 April 2015 Nurhadi Kusumo Yuwono vi

10 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL. i LEMBAR PENGESAHAN ii INTISARI.. iii ABSTRACT. iv KATA PENGANTAR v DAFTAR ISI.. vi DAFTAR GAMBAR. ix DAFTAR TABEL.. xii DAFTAR LAMPIRAN.... xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Batasan Masalah Sistematika Penulisan 2 BAB II DASAR TEORI Mesin bending Megobal HMI Mitsubishi GT1020-LBD PLC Mitsubishi FX3G-24MT/ES Sensor Motor Step Mekanik.. 9 BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI Perangkat Keras Mekanik dan Sistem Mekanik HMI PLC Motor Step dan Driver Step Perhitungan Jarak dan kecepatan Gambar Kerja Perangkat Lunak. 26 vii

11 Flow Chart Sistem Program HMI Program PLC 34 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Pengujian Sistem Pengujian Perangkat Keras Pengujian Pengisian Data Pengujian Pengoperasian Manual Pengujian Pemanggilan Data Pengujian Memasukkan Data Record Analisis Hasil realisasi terhadap rancangan awal Ketepatan Pengoperasian Analisis Produksi 77 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran Pengembangan. 84 DAFTAR PUSTAKA 85 LAMPIRAN. 86 viii

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2,1. Punch dan Die pada proses bending. 4 Gambar 2.2. Proses bending... 5 Gambar 2.3. HMI Mitsubishi GT1020-LBD 5 Gambar 2.4. Sistem PLC... 7 Gambar 2.5. PLC Mitsubishi FX3G-24MT/ES. 7 Gambar 2.6. Proximity Sensor... 8 Gambar 2.7. Motor Step. 9 Gambar 2.8. Linear Screw. 9 Gambar 2.9. Timing Pulley dan Timing Belt 10 Gambar Sistem mekanik tampak dari belakang mesin 10 Gambar Sistem mekanik tampak atas. 10 Gambar Sistem mekanik tampak samping 11 Gambar 3.1. Rancangan Sistem yang akan dibuat.. 12 Gambar 3.2. Kondisi Mesin sebelum perangkat mekanik dimodifikasi. 14 Gambar 3.3. Rancangan modifikasi perangkat mekanik. 15 Gambar 3.4. Posisi Stopper, Linear screw, Timing pulley dan Timing belt 16 Gambar 3.5. Linear screw 16 Gambar 3.6. Timing Pulley. 17 Gambar 3.7. Timing Belt 17 Gambar 3.8. Pemasangan Timing Pulley dan timing belt.. 18 Gambar 3.9. Hasil modifikasi perangkat mekanik.. 18 Gambar Hubungan HMI dengan PLC dan PC 19 Gambar Detail terminal HMI 19 Gambar Sambungan HMI ke PLC. 20 Gambar PLC FX3U-48MT, Mitsubishi 20 Gambar Motor Step, Autonics A63K G5913W.. 21 Gambar Driver Step, Autonics MD5-HF28 21 Gambar Konfigurasi komponen utama.. 23 Gambar Power Suppy 23 ix

13 Gambar Input PLC. 24 Gambar Output PLC dan Input Driver Step.. 25 Gambar Output Driver Step Motor 25 Gambar 3.21 Flow Chart Pengolahan Data 27 Gambar Hubungan tampilan HMI. 29 Gambar GT Designer 3 Mitsubishi 29 Gambar 3.24.Tampilan menu utama pada HMI. 30 Gambar 3.25.Tampilan memasukkan kode sebelum melakukan perubahan Program pada HMI. 31 Gambar Menu untuk menasukkan kode dan melakukan perubahan Kode 32 Gambar Program untuk melakukan perubahan program 33 Gambar Program pengoperasian manual 33 Gambar Tampilan Rekaman Pengoperasian.. 34 Gambar Program PLC, bagian Input. 36 Gambar Program pergantian tampilan HMI.. 38 Gambar Program kembali ke menu utama HMI 39 Gambar Program kode 40 Gambar Program memasukkan nomor program 42 Gambar Program memasukkan nomor proses 44 Gambar Program penyimpanan data pada Program Nomor 0, Proses Nomor Gambar Program penyimpanan data pada Program Nomor 0, Proses Nomor Gambar Program Pemanggilan Nomer Program 48 Gambar Perubahan nilai D4 49 Gambar Program pemanggilan data Proses.. 50 Gambar Pemanggilan Data Program dan Proses 51 Gambar Program Arah putaran motor 52 Gambar Program output ke Driver Step. 53 Gambar 4.1. Bagian Sistem yang akan diuji.. 54 x

14 Gambar 4.2. Timing Pulley pada poros motor 55 Gambar 4.3. Pengujian Foot Switch.. 56 Gambar 4.4. Pengujian Proximity Switch.. 57 Gambar 4.5. Layar HMI pada menu EDIT.. 58 Gambar 4.6. Input Kode Salah 59 Gambar 4.7. Input Kode Benar 60 Gambar 4.8. Monitor PLC, CHANGE CODE keliru. 61 Gambar 4.9. Monitor PLC, CHANGE CODE benar. 61 Gambar Set Program 62 Gambar Monitor PLC, Isi Data.. 63 Gambar Layar HMI menu MAN 64 Gambar MONITOR.. 65 Gambar Monitor PLC, Data Call 65 Gambar RECORDS 66 Gambar Monitor PLC, Data Records. 67 Gambar Monitor Program PLC, Display Data Records 68 Gambar Monitor PLC, Total Data Records 69 Gambar Pengukuran kecepatan motor 71 Gambar Flowchart Ilustrasi proses bending sebelum dilakukan modifikasi.. 73 Gambar Flowchart Ilustrasi proses bending setelah dilakukan Modifikasi 74 Gambar Gambar kerja dan hasil kerja.. 76 Gambar Filling Cabinet.. 78 Gambar Proses Produksi Filling Cabiner.. 80 xi

15 DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Daftar Input PLC 35 Tabel 3.2. Daftar alamat pergantian tampilan HMI 37 Tabel 3.3. Daftar Internal Memory untuk program input 41 Tabel 3.4. Daftar Internal Memory untuk proses input. 43 Tabel 3.5. Daftar Data Program dan Proses pergeseran stopper. 45 Tabel 4.1. Urutan Proses Produksi filing Cabinet sebelum modifikasi mesin bending Tabel 3.5. Urutan Proses Produksi filing Cabinet sesudah modifikasi mesin bending xii

16 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Pengoperasian.. 86 xiii