STUDI SISTEM KENDALI ELEVATOR JEMBATAN PENYEBERANG JALAN BERBASIS PLC

Transkripsi

1 STUDI SISTEM KENDALI ELEVATOR JEMBATAN PENYEBERANG JALAN BERBASIS PLC Dwiyanto Program Studi Teknik Elektro, Sekolah Tinggi Teknologi Mandala Jl.Soekarno Hatta No.597 Bandung Telp. (022) , Fax. (022) Bandung ABSTRACT The embodiment of the development of the electronic world is increasingly delivering humans to theautomation system. One type of automatic equipment is PLC. Currently PLC usage has replaced the conventional control tools in the industry due to the advantages it has. PLC is a microprocessor-based digital controller device that can be programmed control process. PLC consists of three parts, namely: Central Processing Unit (CPU), a circuit for receiving input data (Input module) and a circuit to receive output data (Output module) which is assembled to form a unified function and operation. The provision of comfort facilities for modern transport is vital today. The development of science and technology created by human is always aimed at the change of life towards towards the better. In this research, the writer tries to design an elevator bridge elevator control system based on PLC, where this system serves as a means of transportation for humans to cross the road. Keywords : Relay, PLC, Ladder, elevator ABSTRAK Perwujudan perkembangan dunia elektronik semakin mengantarkan manusia pada sistem otomatisasi. Salah satu jenis peralatan otomatis adalah PLC. Saat ini Penggunaan PLC telah menggantikan piranti kontrol konvensional di industri karena kelebihan yang dimilikinya. PLC merupakan sebuah alat pengendali digital berbasis microprosesor yang proses pengendaliannya bisa diprogram. PLC terdiri dari tiga bagian yaitu : Central Processing Unit (CPU), sirkuit untuk menerima data input (Input module) dan sirkuit untuk menerima data output (Output module) yang dirangkai membentuk satu kesatuan fungsi dan operasi. Penyediaan sarana kenyamanan bagi transportasimodern merupakan hal yang sangat vital dewasa ini. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi diciptakan manusia senantiasa ditujukan bagi perubahan kehidupan menuju kearah yang lebih baik. Dalam penelitian ini penulis mencoba untuk merancang suatu sistem kendali elevator jembatan penyebrang jalan berbasis PLC, dimana sistem ini berfungsi sebagai alat transportasi bagi manusia untuk menyebrang jalan. Kata Kunci: Relay, PLC, Ladder, elevator I. PENDAHULUAN Perkembangan teknologi elektronika,komunikasi dan teknologi informasi telah banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang kehidupan guna membantu memudahkan pekerjaan manusia sebagai user.tidak terkecuali dalam bidang system kendali dengan memanfaatkan teknologi tersebut dalam bidang usaha, proses produksi di industri maupundalambidangtransportasi. Teknologi melektronika semi konduktor telah menghasilkan berbagai macam komponen yang difungsikan sebagai pengendali berbagai macam peralatan (Control System Device) yang dapat bekerja secara otomatis seperti mikroprosessor, mikrokontroller termasuk Programmable Logic Control (PLC). II. TEORI DASAR PLC (Programmable Logic Control) atau pengontrol yang dapat diprogram merupakan peralatan solid state yang dibuat ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 ISSN

2 untuk melakukan fungsi logika, elektro mekanik relai, timer dan counter. PLC bisa disebut juga komputer yang dirancang untuk penggunaan pada pengendalian mesin. Tidak seperti komputer, PLC dirancang untuk bekerja pada lingkungan industri dan dilengkapi dengan input/output khusus dan pengendali bahasa pemrograman. Program-program dibuat dengan bahasa pemrograman berupa Ladder Diagram (diagram tangga) yang dibuat di dalam komputer menggunakan software khusus dapat menampilkan Ladder Diagram dan Statement List. Hasil program yang telah dibuat menggunakan komputer maupun Console kemudian ditransfer ke dalam PLC. Dalam sistem PLC terdapat 3 (tiga) bagian komponen utama. Ketiga bagian komponen tesebut adalah : 1. CPU (Central Processing Unit). 2. Modul masukan dan modul keluaran. 3. Alat pemrograman/monitor. Gambar 2.1 Diagram blok PLC CPU (Central Processing Unit) CPU adalah sistem yang didasarkan pada prosesor mikro yang menggantikan relai pengendali, pencacah, timer, dan pembuat urutan. CPU mengontrol dan mengawasi semua operasi di dalam PLC, dan mengeksekusi instruksi program yang tersimpan di dalam memori, serta mengirimkan perintah output yang tepat untuk mengendalikan piranti. Memori merupakan bagian utama dari CPU yang mempunyai fungsi secara umum untuk menyimpan data atau program yang telah dibuat. Informasi yang disimpan pada memori berhubungan dengan cara data input dan outrput harus diproses. Program pengendali sesungguhnya dilakukan di dalam komponen penyimpanan memori elektronis, misalnya RAM dan EEPROM. Unit yang memproses, membaca/mengamati data dari modul input/output dan menyimpan kondisinya pada memori. Kemudian unit prosesor membaca/mengamati program pemakai yang disimpan pada memori, dan membuat keputusan yang menyebabkan output berubah. Modul masukan dan modul keluaran Hal yang terpenting dalam modul masukan/keluaran adalah tegangan modul dan nilai arus. Maksudnya kita harus lebih teliti dalam memberikan suplai tegangan ke modul I/O PLC. Sebab dengan memberikan suplai tegangan yang tidak sesuai dengan nilai yang dibutuhkan modul I/O PLC, maka akan mengakibatkan kerusakan. Terminal masukan mengirimkan sinyal dari kabel yang dihubungkan dengan masukan sensor dan transduser, sedangkan keluaran menyediakan tegangan keluaran untuk menjalankan alat dan indikator alat. Sinyal diskrit dan sinyal analog merupakan inputan modul masukan/keluaran PLC. Alat pemrograman/monitor Piranti pemrograman menyediakan fasilitas pemrograman untuk seorang programmer supaya dapat berkomunikasi dengan PLC. Programmer PLC dapat mengeksekusi, mengedit, dan memonitor program dengan terhubung ke unit prosesor dan mengijinkan akses ke memori pemakai. Unit pemrograman kemungkinan adalah terminal yang dilakukan LCD (liquid crystal display), unit displai LED (light emiting diode), atau keyboard dan unit displai video. Displai video menawarkan keuntungan penampilan jumlah logika dalam jumlah yang besar pada layar, dan penyederhanan interpretasi program. Bahasa pemrograman yang bisa dipakai, kebanyakan Bahasa Ladder Diagram dan Intruksi List yang sering digunakan saat ini, alasanya : ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 ISSN

3 Ladder Diagram relatif paling mudah dipahami karena secara umum simbol yang dipakai mirip gambar dalam rangkaian relai/kontaktor. Instruksi List mirip seperti listing perintah dalam bahasa Assembly. III. PERANCANGAN DAN REALISASI Untuk merealisasikan dan mewujudkan suatu bentuk ide menjadi suatu sistem sesuai dengan yang diinginkan kedalam bentuk alat yang berupa Prototype Elevator jembatan penyebrangan jalan, berlandaskan kepada teori dan data base yang telah dipelajari. Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan penelitian ini secara garis besar adalah sebagai berikut : 1. Perancangan Mekanik / Hardware. 2. Wiring. 3. Pembuatan Program / Software. Perancangan Sistem Didalam perancangan suatu sistem yang menggunakan PLC, terdapat berapa hal yang perlu diperhatikan ketika kita hendak memulai perancangan antara lain : Tabel 3.1 Kronologis perancangan Pertama-tama kita tentukan terlebih dahulu plan dari sistem yang ingin kita buat. Adapun plan dari perancangan sistem yang akan dibuat oleh penulis dalam penelitian ini adalah "Studi Sistem Kendali Elevator Jembatan Penyebrang Jalan". Gambar 3.1 Plan (Elevator jembatan ) Setelah kita menentukan plan maka tahapan selanjutnya adalah mendeskripsikan plan yang akan kita buat.pb1 ditekan maka pintu1 terbuka (M1 Forward), jika sangkar berada di seberang maka akan memanggil sangkar kemudian pintu1 terbuka (M1 forward).ls1 disentuh, maka M1 Forwad off.setelah Timer 10s maka pintu1 tertutup (M1 Revers). Jika Sensor1 aktif maka pintu1 terbuka kembali. Ls2 disentuh, maka (M1 Revers) off. kemudian sangkar naik (M2 Forward).Ls4 disentuh, maka (M2 forward) off kemudian sangkar ke kanan (M3 Forward). Ls6 disentuh, maka (M3 forward) off kemudian sangkar turun (M2 Revers).Ls8 disentuh, (M2 Revers) off kemudian pintu2 terbuka (M4 forward).ls10 disentuh, maka (M4 Forward) off.setelah Timer 10s maka pintu2 tertutup (M4 Revers). Jika Sensor2 aktif maka pintu2 terbuka kembali. Pb2 ditekan maka pintu2 terbuka (M4 Forward), jika sangkar berada di seberang maka akan memanggil sangkar kemudian pintu2 terbuka (M4 Forward).Setelah Timer 10s maka pintu2 akan tetutup kembali Setelah deskripsi plan selesai dibuat, maka kita tentukan Input dan Outputnya berupa apa saja dan berapa jumlahnya. Input: Pb1 (Push Button 1) Pb2 (Push Button 2) Sensor Infra Red 1 Sensor Infra Red 2 Ls1 (Limit Switch 1) Ls2 (Limit Switch 2) Ls3 (Limit Switch 3) Ls4 (Limit Switch 4) Ls5 (Limit Switch 5) Ls6 (Limit Switch 6) Ls7 (Limit Switch 7) Ls8 (Limit Switch 8) Ls9 (Limit Switch 9) Ls10 (Limit Switch 10) Output M1 (Motor 1) : Forward-Revers M2 (Motor 2) : Forward-Revers M3 (Motor 3) : Forward-Revers ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 ISSN

4 M4 (Motor 4) : Forward Revers Sangkar Elevator dibuat dari Akrilik dengan ketebalan 2 mm berbentuk persegi panjang dengan ukuran lebar 7 cm, panjang 7 cm, dan tinggi 11 cm. Pintu Pintu Elevator juga terbuat dari Akrilik dengan ukuran tinggi 11 cm, lebar 6 cm, tebalnya 2 mm, jarak maksimal pintu terbuka 20 cm. Gambar 3.2 Block diagram Sistem One Line Diagram ( Diagram Konvensional) Diagram konvensional dibuat untuk membantu pembuatan program / software yang akan dibuat sesuai dengan plan. Namun biasanya bagi orang yang sudah mahir didalam pemrograman bahasa PLC, langsung membuat program (baik lader diagram atau FBD) tanpa harus lagi membuat diagram konvensional. Program Terdapat 4 (empat) bahasa pemrograman yang digunakan dalam PLC, namun biasanya setiap PLC menggunakan satu bahasa pemrograman didalam pengoperasiannya, tergantung dari karakteristik setiap merk PLC. 1. Lader Diagram 2. Steatement List 3. Function Block Diagram (FBD) 4. Graphset Perancangan Hardware Elevator penyebrangan jalan yang penulis buat adalah berupa prototype, maka perangkat keras yang digunakan bukanlah komponen sebenarnya yang dipakai dilapangan. Rangka Elevator Bahan yang digunakan untuk membuat rangka ialah siku yang terbuat dari Akrilik dan alumunium dengan ukuran panjang 8 cm, lebar 8 cm, dan tinggi 30 cm. sedangkan untuk atap panjangnya 60 cm, dan lebarnya 12 cm. Motor Penggerak Motor yang digunakan adalah motor DC 12 Volt berfungsi untuk menggerakan sangkar dan pintu Elevator. Didalam perancangan, untuk menggerakan sangkar secara vertikal motor diberi input tegangan 4,5 volt, dan untuk menggerakan sangkar secara horizontal motor diberi input tegangan sebesar 12 volt. Sedangkan untuk mengerakan pintu Elevator motor diberi input tegangan 3 volt. As Derat Perangkat yang dihubungkan dengan motor melalui roda gigi untuk membantu menggerakan sangkar secara vertikal (panjangnya 26 cm) dan untuk yang bergerak horizontal panjang as deratnya 26 cm. Baud Baud merupakan perangkat yang digunakan untuk membuka pintu dengan bantuan belt yang dipasang antara motor dengan gir yang menempel pada baud. Panjangnya 10 cm. Belt dipasang antara motor dengan gir yang menempel pada baud, berfungsi untuk menggerakan pintu. Limit Switch Limit Switch berfungsi untuk meng- ON dan meng-off kan motor, baik forward ataupun revers. Perancangan Sensor Infra Red Sensor infra red berfungsi sebagai safety pada pintu elevator. Sangkar ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 ISSN

5 Setelah Program dibuat, maka selanjutnya disimulasikan terlebih dahulu sebelum kita hubungkan ke hardware. Gambar 3.3 Rangkaian sensor infra red Perancangan Catu Dayaa Sistem yang dibuat memerlukan sumber tegangan 12 volt DC. Gambar 3.6 Tampilan Logo Soft saat Simulasi Gambar 3.4 Rangkaian catu daya Perancangan Software Setelah perancangan hardware telah selesai dibuat, kemudian wiring, dan yang terakhir adalah pembuatan program untuk sistem. Untuk perancangan program penulis menggunakan software Logo Soft, dengan menggunakan bahasa pemrograman Function Block Diagram (FBD). Gambar 3.7 Diagram Alir Sistem Gambar 3.5 Tampilan Program Logo Soft dan FBD IV. PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM Didalam pengujian sistem dilakukan dua tahap, yaitu pengujian yang dilakukan tanpa program kemudian pengujian dengan program. ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 ISSN

6 Pengujian alat tanpa program Dalam tahap ini penulis melakukan pengujian terhadap perangkat keras beserta rangkaiannya dengan melakukan analisa dan pengukuran. a. Pengujian Sensor dan Relay Untuk sensor infra red, pertama led diuji dengan menggunakan multimeter untuk mengetahui led dalam keadaan baik. Kemudian untuk relay, Jika sensor terhalang (d alam kondisi NO), maka kontak relay akan bergerak. Begitu pula sebaliknya, Itu menandakan bahwa sensor beserta relay dalam kondisi baik. b. Pengujian Catu Daya Pengujian catu daya dilakukan dengan mengukur tegangan output pada tiap terminal tanpa beban dengan menggunakan multimeter. Catu daya dirangkai untuk mengeluarkan tegangan 12 volt. Output tegangan dari hasil pengukuran multimeter harus sesuai dengan rangkaian yang dirancang. c. Pengujian Motor Pengujian motor penggerak pada pintu elevator diberi tegangan 3 volt langsung dari catu daya dengan terlebih dahulu melalui kontak relay sebagai saklar. Sedangkan untuk motor penggerak sangkar arah vertikal diberi tegangan 4.5 volt, dan untuk arah yang horizontal diberi tegangan 12 volt, hasil dari pengujian motor tersebut dapat berjalan dengan baik sesuai yang diinginkan. Pengujian Alat dengan Program Langkah awal dalam pengujian dengan menggunakan program, terlebih dahulu disimulasikan pada fasilitas yang terdapat pada software Logo soft. Kemudian memeriksa input dengan cara melihat indikator pada LCD PLC. Sistem otomatisasi alat ini menggunakan PLC Siemens Logo 230 RCL, dengan bahasa pemrograman Function Block Diagram (FBD). Dengan terus dikembangkannya teknologi maka akan membantu mempermudah pekerjaan manusia disegala aspek kehidupan. Perancangan prototype elevator jembatan penyebrang jalan masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu perlu ide dan masukan untuk pengembangan alat ini. Elevator ini bisa dikembangkan lagi dengan menerapkan counter untuk menghitung jumlah orang yang masuk kedalam sangkar dengan tampilan seven segmen. DAFTAR PUSTAKA Agfianto Eko Putra, 2017, PLC: Konsep, Pemrograman dan Aplikasi Omron Sysmac dan ZEN, Yogyakarta. Budiyanto M., 2006, Pengenalan Dasardasar PLC, Gava Media, Yogyakarta. Frank D. Petruzella, 2006, Elektronik Industri, Andi Yogyakarta, Yogyakarta. Mitsubishi Trainning Manual, Programmable Logic Controller, Tokyo. Iwan Setiawan, 2010, Programmable Logic Controller (PLC) dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol, Deli. Handy Wicaksono, 2009, Programmable Logic Controller Teori, Pemrograman dan Aplikasinya dalam Otomasi Sistem, Graha Ilmu, Jogjakarta. V. PENUTUP Elevator jembatan penyebrangan jalan dirancang sebagai sarana transportasi yang memberikan kemudahan dan kenyamanan bagi penyebrang jalan. Ini merupakan pengembangan dari elevator yang telah ada, elevator untuk menyebrang jalan ini dapat bergerak secara vertikal dan horizontal. ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.12 NO.2 DESEMBER 2017 ISSN