BAB III RANCANG BANGUN

Transkripsi

1 BAB III RANCANG BANGUN 3.1 Diagram Alir Penelitian Dalam tahap proses modifikasi mesin auto shrink packaging machine mengunakan smart relay dilakukan dengan beberapa tahap yang dirincikan sebagai berikut: Mulai Study Pustaka Analisa masalah pada desain elektrik dan mekanik mesin lama Desain rancangan kontrol Sistem elektrik dan mekanik Persiapan peralatan rancang Simulasi (uji coba ) dalam bentuk software Rancang bangun (aplikasi sistim baru) Analisa desain baru dan perhitungan kelebihan system Kesimpulan Dan Saran 22 Selesai

2 3.2 Tujuan Rancang Bangun Dalam pembuatan suatu proyek, perancangan merupakan tahap yang sangat penting,dimulai dari pengamatan, penganalisaan, pengoperasian hingga membuat suatu proyek atau alat beropersi sebagaimana diinginkan. Pada tahap ini yang harus terlebih dahulu memahami sifat atau karakteristik dari alat- alat yang akan digunakan. Untuk memahami hal tersebut dapat melihat data sheet book,membaca buku penunjang, sampai bertanya kepada ahli agar apa yang kita rancang dapat teralisasi seperti yang diharapkan dan terhindar dari resiko kesalahan. Dalam melakukan perancangan harus mempertimbangkan nilai lebih bagi sipemakai. baik segi kualitas, kehandalan, life time dan ekonomis. Maka langkah pertama dalam perancangan dilakukan adalah desain instalasi dan pemilihan komponen serta melakukan perhitungan yang sedetail mungkin sehingga alat dapat bekerja dengan sempurna. Dalam proyek pengembangan (modifikasi) yang pertama dilakukan dalam perancangan adalah menganalisa sistem lama agar kita dapat mengetahui akan hal apa yang perlu untuk dikembangkan. 23

3 3.3 Rancangan Lama Pada sistem kerja auto shrink packging machine di rancang dengan kapasitas 10 stroke per menit. Dimana untuk kebutuhan produksi saat ini kapasitas mesin tersebut sudah tidak mencukupi, ditambah lagi dengan permaslahan mechanical pada mesin tersebut sehingga mengakibatkan banyakanya produk reject GAMBAR 3.1 Desain Mesin Auto Shrink Lama Keterangan gambar Stoper berfungsi control input product 2. Guider berfungsi untuk mensejajarkan product 3. Pusher berfungsi untuk mendorong product ke area sealer 4. Clamp berfungsi menjeit product sebelum di seal 5. Sealer berfungsi mengeseal plastic yang akan membungkus product 6. Product adalah object yang akan di packing dengan shrink plastik 24

4 Dari analysa yang telah dilakukan ada 3 hal yang menyebabkan permasalahan mesin tersebut yaitu: Sistem Control electrical (PLC) terlalau banyak Squenze Kapasitas suatu mesin di tentukan dari kecepatan mesin dan hal yang mempengaruhi kecepatan itu adalah langkah ( squnze ) mesin. Pada mesin auto shrink ini langkah mesin yang di control oleh PLC masih terlalu banyak, Berikut urutan langkah kerjanya pada table berikut: Tabel 3.1 Step Squensial Auto Shrink Packging Machine Step Input Progres Output Note 1 Start (S.Pusher 1 & S.Sealer ON) System running Conveyor ON Transfer botol Membuka agar botol Deteksi botol yang 2 Sensor IN Stoper OFF masuk ke area pusher masuk 3 Gueder ON Mensejajarkan botol Kembali naik ke posisi 4 Sensor STOPER Deteksi botol ready Guider OFF awal 5 ON Delay Pusher ON Mendorong botol ke area sealer Menjepit botol yang akan 6 Clamp ON di seal Sensor Pusher 2 Coment Kembali ke posisi awal 7 ON Stoper ON Pusher 8 OFF Back to step 2 menutup botol in Kembali ke posisi awal (mundur) Sealer turun mengeseal Plastik Kembali naik ke posisi awal 9 Sensor Pusher 1 ON Coment Sealer ON 10 Timer Sealer OFF Sensor sealer ON Coment Clamp Off Kembali ke posisi awal 25

5 3.3.2 Lost time pada setiap squenze Disamping step langkah kerja mesin yang terlalu banyak hal lain yang menyebabkan kapasitas mesin ini perlu untuk di upgrade adalah karena masih terlalu banyak lost time (waktu yang terbuang sia-sia). Hal ini dapat dilihat pada: Adanya beberapa step langkah mesin yang masih ada delay yang tidak perlu. Hal ini dapat dilihat pada step 5 sebelum pusher ON ada delay yang sebenarnya tidak perlu. Pada step 12 (kembali ke step awal), step 2 baru bisa kembali running lagi setah delay menunggu sealer OFF, padahal saat sealer posisi On juga step 2 sudah bisa kembali running lagi. Pada mesin Auto Shrink Packaging Machine ini 70% menggunakan pneumatic hampir semua langkah dari mesin ini digerakkan oleh air cylinder. Diamana ada 3 unit air cilynder (stopper,pusher dan sealer) yang mengakibatkan lost time mesin bertambah, karena stroke nya yang terlalu panjang yang mana sebenarnya tidak dibutuhkan langkah stroke sepanjang itu sehingga hal ini mengakibatkan lost time System Mekanik Kurang Presisi Pada mesin Auto Shrink Packging Machine ini ketidakpresisian mekanis yang di maksud adalah ke tidak presisian / keakuratan pada langkah aircylinder, Kembali lagi mesin ini 70% penggeraknya adalah 26

6 aircylinder shehingga mekanik yang di maksud adalah mekanik pada air cilynder. Adapun ketidakpresisian pada mekanik ini di sebabkan oleh Jenis air cylinder yang digunakan tidak sesuai dengan fungsi mesin.hal ini dapat kita lihat pada air cilynder yang di gunakan untuk stopper. Seharusnya tidak mengunakan single cylinder, karena hal ini akan menyebabkan stopper yang berbentuk plat akan bisa mutar. Desain yang tidak sesuai dengan efisiensi kerja mesin. Hal ini dapat dilihat pada mekanik yang di gerakkan oleh air cylinder pusher.dimana desainnya terlalu panjang dan hanya di topang dibagian belakang, hal ini akan menyebabkan bagian depan pusher akan goyang saat maju atau mundur. Langkah aircyder yang terlalu panjang, dimana ketika srtoke makin panjang maka makin besar pula ketidakpresisian di bagian ujung shaft dari stroke karena sudah tidak ada guider (penahan) yang menahan shaft sepanjang langkah stroke tersebut, dan hal ini kita bisa lihat pada air cilynder stopper,pusher dan sealer. Ketiga hal tersebut diatas mengakibatkan tidak optimalnya mesin beroperasi karena akan sering langkah dari setiap cylinder melenceng dari jalur yang sebenarnya. Dan hal hal tersebut diatas akan mengakibatkan proses operasional yang tidak normal dengan otomatis akan mengakibatkan bayaknya barang yang reject atau out speck. 27

7 3.4 Rancangan Baru Setelah mengetahui hasil analiysa dari kinerja sistem pada mesin auto shrink ini dan telah menyimpulkan kekurangan atau hal yang perlu untuk dimodifikasi atau diupgrade maka hal pertama yang perlu dilakukan adalah merancang system baru sebelum melakukan aplikasi. Dalam rancangan modifikasi mesin ini ada 2 hal rancangan yaitu rancangan pada system control electric dan rancangan pada mekanikal Rancangan System Electrical Berikut rancangan bangun untuk sistem baru dalam bentuk diagram blok: Phush Sensor Sensor Sensor Sensor SMART RELAY ZELIO LOGIK SR3 B 261 BD Phush Sensor Sensor Sensor Sensor Gambar 3.2 Diagram Blok Rangkaian Instalasi 28

8 3.4.2 Rancangan System Control Menggunakan Smart Relay Berikut rancangan bangun untuk system control baru dalam bentuk tabel : Tabel 3.2 Step Squensial Auto Shrink Packging Machine (New) Step Input Progres Output Note 1 Start (I2) (S.Pusher 1 & S.Sealer ON) System running Conveyor ON Transfer botol 2 Sensor IN (I2) Counter botol yang masuk (6 pulse) Pusher ON Mendorong botol ke area sealer Menjepit botol yang 3 Sensor Pusher 2 Clamp ON akan di seal Coment ON (I3) Kembali ke posisi awal 4 Pusher OFF (mundur) Sealer turun mengeseal 5 Coment Sealer ON Plastik Sensor Pusher 1 Kembali naik ke posisi 6 ON Timer Sealer OFF awal 7 8 Sensor sealer ON Back to step Rancangan Pada Sistem Mekanik Rancangan pada sistim mekanik mesin ini yang akan dirubah adalah sebagai berikut: - Aircylinder stopper di hilangkan dengan harapan mengurangi sqenze mesin, dan untuk stopper digantikan oleh system control electric. - Aircylinder guider dihilangkan diganti dengan sistem mekanis dimana guider akan di gerakkan oleh pegas yang di pengaruhi oleh langkah pusher. 29

9 - Mengganti Aircilynder Pusher mengunakan type air cylinder yang dilengkapi shaft guider dan mengurangi panjang stroke dari 50cm menjadi 20cm. - Mengganti (memperpendek) aircylinder stroke sealer dari panjang 35cm menjadi 20cm. 3.5 Perancangan Perancangan system control dengan menggunakan Smart Relay Pada proses ini adalah membangun program baru sesuai dengan step pada rancangan diatas,dan programnya akan dibuat dalam bentuk leader diagram pada zelio logic smart relay.[12] Berikut tahapan tahaan dalam membangun program pada zelio logic smart relay: Instal software SMART RELAY ZELIO LOGIC Soft 2 [10] Software ini dapat didownload di situs sniderelectric.com (Free) dan Membuat Lembar Kerja Setelah proses intalasi software selesai dan berhasil, mulai dengan membuat lembar baru kerja pada dan memilih type Smart relay yang akan digunakan. Sesuai dengan jumlah dan jenis input dan output pada rancang bangun di atas, dalam hal ini adalah mengunakan type SR3 B261 BD 30

10 Gambar 3.3 Pemilihan Type smart relay SR3 B261 BD Setelah menentukan type smart relay akan digunakan, lanjut ke menu bahasa program dalam hal ini akan digunakan bahasa program dalam bentuk LEADER DIAGRAM Gambar 3.4 Pemilihan Bahasa Leader Diagram 31

11 Penamaan Input dan output (coding) Setelah berada di halaman kerja atau leader entry sebelum mendesain program control, hal yang dilakukan adalah meberi nama (code) untuk input dan output pada program sesuai seperti pada tabel 3.2 tabel rancang kontrol baru. Adapun tujuannya adalah untuk memudahkan dalam mengingat kontak- kontak program yang akan dirangkai, karena kontak-konak tersebut akan berulang ulang nanti untuk digunakan ( di input) dalam leader entrynya, seperti pada gambar berikut Gambar 3.5 Penamaan (coding) Input/Output Program 32

12 Bangun Program[9] Berikut adalah gambar leader leanguage program Auto Shrink Packaging New secara keselurahan yang terdiri dari 12 raw dari 120.[8] Dalam leader entry (halaman kerja ini) terdapat : Colom 1 sampai 5 adalah untuk kontak 1 samapi kontak 5 sebagai physical input dan kontak konfigurasi pendukung lainnya. Colom 6 adalah colom untuk coil sebagai physical output dan auxiliary relay. Gambar 3.6 Leader Diagram Control Auto Shrink New 33

13 Penamaan Physical Auxiliary dan Parameter dan Address Setelah selesai mendesain program nya, langkah berkutnya adalah Menamai (coding) untuk semua auxiliary pendukung yang yang digunakan dalam program ini. Gambar 3.7 Penamaan (Coding ) Auxiliary Relay Gambar 3.8 Penamaan (Coding ) Auxiliary Timer 34

14 Didalam program ini untuk menjalankan system control ini hanya membutuhkan 1 auxiliary relay dan 2 auxiliay timer. Addres dan parameter untuk setiap icon yang di ada dalam disain yang telah dibuat adalah sebagai berikut: Gambar 3.9 Addres Dan Parameter Input Dan Output Gambar 3.10 Addres dan Parameter Auxiliray Ralay dan Timer 35

15 Simulasi Dan Transfer Setelah selesai mebuat program dan set parameter langkah selanjutnya adalah simulasi program untuk memastikan program running seperti yang di harapkan (a) (b) Gambar 3.11 (a) dan (b) Simulasi Program 36

16 Setelah melakukan simulasi program, program dapat diedit apabila masih ada yang salah atau mengedit parameter apabila parameter belum tepat. Dan untuk memudahkan simulasi untuk menampilkan Discrit input dan output dengan menekan tombol discrit input dan out put. Setelah semua program dan parameter berjalan sesuai harapan langkah selanjutnya adalah mentransfer program dari PC ke Modul Smart Relay dengan cara sebagai berikut. Gambar 3.12 Transfer Program dari PC ke Module Proses transfer atau communication dengan module dilakukan lewat kabel data smart relay logic soft 2 dengan catatan harus mengistal hardware usb port cable data tersebut dan set configurasi USB sesuai port yang diinstal. 37

17 3.5.2 Perancangan Mechanichal Penggantian dan Modifikasi Aircillynder Mengingat masalah yang terjadi pada aircylinder lama maka setelah dianalisa atas kekurangan fungsionalnya maka perlu dilakukan penggantian dan modifikasi pada air cylinder berikut: Air cylinder Guider ditiadakan untuk mengurangi langkah kerja mesin dan diganti menggunakan guider mecanis ( system pegas) Air cilynder Stoper ditiadakan untuk mengurangi langakah kerja mesin dan rubah cara kerja pusher lewat program agar tidak tergantung stopper. Air cylinder Pusher diganti dari single shaft menjadi single with guider tujuannya agar langkah pusher lebuh presisi dan mengurangi panjang stroke untuk mengurangi lost time squnze Mengurangi panjang stroke aircylinder sealer agar lebih mengurangi lost time squnze. 38

18 Perakitan Panel Sebelum melakukan pengkabelan terlebih dahulu adalah membuat single line diagram instalasi Gambar 3.13 Single Line Instalasi Keterangan: 1. Power 24v(+) 2. Selector 3. Source 24V DC 4. Tombol start 5. Tombol stop/emergecy 6. Sensor FO Bottle In 7. Sensor Magnet Pusher 1 8. Sensor Magnet Pusher 2 9. Sensor magnet Sealer 10. Layar smar relay 11. Port USB 12. Output Q1 13. Output Q2 14. Output Q3 15. Ouput Q4 16. Coil phuser 17. Coil Clamp 18. Coil Sealer 19. Contak Inverter-Conveyor 20. Power 24v (-) 21. Input I Input I Input I Input I.4 39

19 3.6 Prinsip Kerja Prinsip kerja dari mesin auto shrink packging machine ini setalah dimodifikasi kontrol mengunakan smart relay logic adalah Smart relay akan menerima semua data yang di terimanya melalui input dan mengolahnya sesuai program yang sudah di rancang sehingga menghasilkan output sperti yang diharapkan. Adapun langkah atau step kerja dari mesin auto shrink packaging mesin ini setelah dimodifikasi adalah sesuai dengan rancangan kerja pada table 3.2 Yaitu : setelah power dari MCB masuk ke instalasi langkahnya adalah sebagai berikut : a. On selector untuk menghidupkan system smart relay ( source 24v smart relay) b. Tekan start (I1)untuk running dan akan jalan, saat conveyor jalan botol akan masuk ke area kerja mesin.catatan, Sensor Pusher 1 (I3) dan sensor Sealer (I5) harus on karena ini adalah posisi ready mesin untuk running, jika salah 1 mati maka mesin tidak akan bisa running. c. Sensor fiber optic (I2) akan menghitung botol yang masuk (6PCS) Setelah botol masuk 6 maka, d. Pusher (Q1) akan mendorong botol ke area sealer, saat puser mendorong botol, maka, e. Sensor pusher 2 (I4) akan on dan akan memerintahkan clamp (Q2) on Dan untuk mereset pusher, setelah pusher kembali ke posisi awal (Q2 Off) 40

20 f. Sensor Pusher (I3) On dan memerintahkan sealer (Q3) ON Dan timer 2 untuk mereset clamp(q2) dan Sealer (Q3) g. Setelah clamp dan sealer Off Maka h. Sensor sealer (I5) akan ON dan system kembali ke step pertama dan demikian akan terus berualang ulang. 41