BAB III LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB III LANDASAN TEORI 3.1 Mesin Pon Rung Mesin PON berfungsi untuk membentuk atau melubangi dengan cara memukul benda kerjanya, benda kerjanya berupa lempengan pelat dengan ketebalan tergantung dari kekuatan mesin pon itu sendiri dan matris pon yang terpasang di mesin itu. Pada laporan ini disebutkan mesin PON Rung karena matris yang terpasang pada mesin PON adalah matris untuk lubang rung, seperti gambar dibawah ini : Gambar 3.1 Mesin PON dan Matris Rung Perancangan ini dibuat untuk mengendalikan motor servo yang terdapat pada mesin roll feeder yang mengatur jarak lubang pada rung, dibawah ini adalah contoh gambar rung yang sudah dipon dengan jarak tertentu : Gambar 3.2 Rung 15

2 3.2 Mesin Feeder Feeder merupakan istilah yang dipakai untuk suatu alat atau mekanisme yang berfungsi untuk membawa, mengantarkan, dan mempersiapkan benda kerja ke proses yang sebenarnya. Sebagai ilustrasi, sebuah baut yang akan dipasangkan pada mur harus dikondisikan orientasinya oleh sebuah feeder sehingga ujung baut dapat tepat masuk ke lubang mur pada suatu mesin assembly. Penggerak mesin feeder adalah motor servo dengan input 220 VAC. Didalam mesin feeder terdapat 2 buah modul yang sejajar atas bawah, sehingga bahan plat yang akan digunakan diletakkan diantara 2 buah modul tersebut dan dijepit. Gambar 3.3 Mesin Feeder 3.3 Progammable Logic Controller (PLC) Pengertian PLC 1. NEMA (National Electric Facturer Association-USA) PLC adalah peralatan elektronik yang beroperasi secara digital yang menggunakan programmable memory untuk menyimpan instruksi dan menjalankan fungsi spesifik seperti 16

3 logika, pewaktu, pencacah, fungsi aritmatika sebagai pengendali secara digital atau analog terhadap input output dalam berbagai tipe mesin dan proses tertentu. 2. Pengertian lain dari PLC: PLC adalah Komputer industry khusus untuk mengawasi dan mengendalikan proses industry menggunakan bahasa pemrograman khusus untuk control industry, didesain untuk tahan terhadap lingkungan industry yang banyak gangguan (Noise, vibration, shock, temperature, humidity) Fungsi Fungsi Logika Banyak situasi kontrol yang mengharuskan dilakukannya kombinasi tindakan-tindakan pengontrolan agar kondisi-kondisi tertentu terpenuhi. Kombinasi - kombinasi logika dari pengontrolan tersebut diharapkan akan membentuk suatu rangkaian proses kontrol yang diharapkan. Dalam kombinasi logika, hanya dikenal dua logika keadaan yaitu situasi ON dan situasi OFF atau bisa juga diandaikan dengan situasi saklar terbuka dan saklar tertutup. Dua kondisi ini juga dapat disebut sebagai konsep bilangan biner atau konsep Boolean. Bilangan biner 1 merepresentasikan adanya sinyal sedangkan bilangan 0 merepresentasikan tidak adanya sinyal. Konsep bilangan biner pada dasarnya juga digunakan pada PLC, dimana fungsi-fungsi yang terdiri dari AND, OR, NOT mengkombinasikan variabel-variabel biner sehingga membentuk suatu 17

4 pernyataan logika. Setiap fungsi memiliki aturan yang menentukan hasil keluaran, apakah hasil keluaran tersebut benar atau salah Logika AND Simbol dari gerbang AND adalah sebagai berikut : Gambar 3.4 Simbol Gerbang AND Pada operasional gerbang AND berlaku aturan input dan output seperti berikut : Jika Input A dan B keduanya HIGH, maka output X akan HIGH Jika Input A atau B salah satu atau keduanya LOW, maka output X akan LOW Tabel 3.1 Tabel kebenaran gerbang AND 18

5 Logika OR Gerbang OR mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Gerbang OR mempunyai sifat : Jika Input A atau B atau keduanya HIGH, maka output X akan HIGH Jika Input A dan B keduanya LOW, maka output X akan LOW. Simbol gerbang logika OR ditunjukkan pada gambar di bawah ini Gambar 3.5 Simbol gerbang OR Tabel 3.2 Tabel kebenaran gerbang OR Logika NOT Gerbang NOT memiliki sifat sebagai berikut : Jika Input A HIGH, maka output X akan LOW Jika Input A LOW, maka output X akan HIGH 19

6 Operasi NOT : X = A. Simbol gerbang NOT ditunjukkan pada gambar di bawah ini: Gambar 3.6 Simbol gerbang NOT Tabel 3.3 Tabel kebenaran gerbang NOT Logika NAND Operasi NAND merupakan Inversi (kebalikan) dari operasi AND. Sifat dari gerbang NAND adalah sebagai berikut : Jika Input A AND B keduanya HIGH, maka output X akan LOW Jika Input A atau B atau keduanya LOW, maka output X akan HIGH. Simbol gerbang logika NAND ditunjukkan pada gambar di bawah ini: Gambar 3.7 Simbol gerbanng NAND 20

7 Tabel 3.4 Tabel kebenaran gerbang NAND Logika NOR Operasi NOR merupakan Inversi (kebalikan) dari operasi OR. Sifat dari gerbang NOR adalah sebagai berikut : Jika Input A atau B atau keduanya HIGH, maka output X akan LOW Jika Input A dan B keduanya LOW, maka output X akan HIGH Simbol gerbang logika NOR ditunjukkan pada gambar di bawah ini: Gambar 3.8 Simbol Gerbang NOR Tabel 3.5 Tabel kebenaran gerbang NOR 21

8 Logika EX-OR Operasi Ex-OR adalah kependekan dari Exclusive OR. Sifat dari gerbang logika Ex-OR adalah sebagai berikut : Jika salah satu dari kedua inputnya HIGH (bukan keduaduanya), maka output X akan HIGH Jika kedua inputnya bernilai LOW semua atau HIGH semua, maka output X akan LOW Simbol gerbang logika EX-OR ditunjukkan pada gambar berikut: Gambar 3.9 Simbol gerbang EX-OR Tabel 3.6 Tabel kebenaran EX-OR Logika EX-NOR Operasi Ex-NOR adalah kependekan dari Exclusive NOR. Merupakan inversi dari gerbang EX-OR. Sifat dari gerbang logika Ex- NOR adalah sebagai berikut : 22

9 Jika salah satu dari kedua inputnya HIGH (bukan keduaduanya), makaoutput X akan LOW Jika kedua inputnya bernilai LOW semua atau HIGH semua, maka output X akan HIGH Simbol gerbang logika EX-NOR ditunjukkan pada gambar di bawah ini: Gambar 3.10 Simbol gerbang EX-NOR Tabel 3.7 Tabel kebenaran gerbang EX-NOR Pemrogaman PLC Untuk memasukkan program kedalam PLC membutuhkan sebuah perangkat berupa console atau computer (notebook/laptop) yang dihubungkan dengan menggunakan link cable. Setiap PLC mempunyai karakteristik yang berbeda-beda baik dari segi software program, cara pemrograman, maupun link cablenya meskipun masih dalam satu pabrikan 23

10 PLC. Pada perancangan ini menggunakan software GX Developper Version 7 dari Mitsubhisi. Gambar dibawah ini adalah pemrograman PLC menggunakan personal computer dengan software GX Developper Version 7 dari Mitsubhisi. Gambar 3.11 Pemrogaman PLC dengan menggunakan GX Developer PLC Mitsubishi FX1S PLC Mitsubhisi FX series adalah salah satu PLC mikro yang handal dan sudah umum digunakan dimesin-mesin industry kecil karena kemudahan dalam pemrograman, modul-modul pendukung yang lengkap, harga yang competitive dan bentuknya yang sederhana namun memiliki fitur lengkap. Ada 3 varian jenis PLC FX series yaitu FX1S, FX1N dan FX2N/FX2NC. Dari ketiga varian ini yang membedakan adalah type 24

11 prosesor dan kapasitas memory, sedangkan dari output kontrolnya dibedakan 2 type yaitu type relay (MR) dan type transistor (MT). Pada gambar dibawah ini adalah salah satu gambar PLC Mitsubishi type FX1S yang akan digunakan untuk mesin feeder pada mesin pon rung. Gambar 3.12 PLC Mitsubishi FX1S 3.4 Human Machine Interface (HMI) Human Machine Interface (HMI) adalah unit kontrol terpusat untuk fasilitas manufaktur yang dilengkapi dengan penerima data, event logging, video feed, dan pemicu. HMI dapat digunakan untuk mengakses sistem setiap saat untuk berbagai tujuan, misalnya untuk menampilkan kesalahan mesin, menampilkan status proses, menampilkan jumlah produk, dan tempat 25

12 dimana operator melakukan pengendalian mesin. Penggunaan HMI memiliki beberapa keuntungan, misalnya penggunaan kode warna sehingga memudahkan identifikasi, penggunaan ikon atau gambar sehingga mudah dikenali, dan layar yang dapat dirubah-rubah sehingga memungkinkan untuk pembuatan level akses masuk ke sistem. Pada sistem manufaktur HMI harus bekerja secara terintegrasi dengan Programmable Logic Controller (PLC). PLC akan mengambil informasi dari sensor, dan mengubahnya ke aljabar Boolean [1]. Dalam pemrograman HMI ada beberapa langkah yang harus diikuti yaitu : 1. System parameter. System parameter digunakan untuk konfigurasi awal pembuatan program di PC sebelum didownload ke HMI. Ada beberapa hal yang harus diinisialisasi meliputi type komunikasi HMI ke PLC, jenis PLC, akses password, akses screen di HMI, dan sebagainya. 2. Tampilan screen di HMI. Setelah parameter dibuat maka tampilan screen di HMI dapat mulai dikerjakan. Ada dua macam tampilan yaitu static (diam) dan dynamic. Statik merupakan gambar diam yang berformat BMP atau JPEG dan berfungsi sebagai latar dari tampilan seperti gambar mesin, orang, catatan keterangan dan sebagainya. Sedangkan dynamic adalah gambar yang diambil dari toolbar program HMI seperti gambar tombol, switch, pushbutton, 26

13 bargraf lampu, tank, motor, numeric atau string entry atau display, dan masih banyak lagi. 3. Menghubungkan display dengan memori register PLC. Pada parameter dynamic display diisi dengan memori register/pengalamatan di PLC. Pada memori register di PLC ada dua macam register yaitu only read dan read and write, sedangkan formatnya dalam bentuk bit, word, integer real, unreal, string tergantung jenis register. Pada perancangan ini HMI digunakan sebagai masukan, tampilan parameter, dan control mesin feeder. HMI yang digunakan pada perancangan ini adalah WEINTEK MT6070iH. Gambar 3.13 HMI Weintek MT6070iH Device System Parameter "Local PLC" artinya PLC terhubung dengan HMI lokal. Untuk mengontrol / menghubungkan lokal PLC dengan HMI local adalah dengan cara menambahkan jenis perangkat pertama. Klik [System Parameter 27

14 Settings]»[New] untuk membuka [Device Properties] seperti gambar berikut : Sebagai contoh menghubungkan "Mitsubishi FX0s / FX0n / FX1S / FX1n / FX2" sebagai PLC lokal : Gambar 3.14 Setting Device System Parameter Window Ada 4 macam Window, masing-masing mempunyai fungsi dan kegunaan yang berbeda beda yaitu : 1. Base Window 2. Fast Selection Window 3. Common Window 4. System Message Window Pada perancangan ini hanya menggunakan Base Window, maka yang akan dibahas hanya Base Window. 28

15 Base Window Window yang paling sering digunakan, kecuali untuk layar utama, antara lain : a. Background Window yang lain. b. Keyboard Window. c. Pop-up window dari objek Function Key. d. Window pop-up dari objek window langsung dan tidak langsung. e. Screen Saver. Base Window harus dalam ukuran yang sama sebagai layar HMI. Oleh karena itu, resolusi Base Window harus di set ke resolusi HMI Objek Bit Lamp Bit Lamp adalah sebuah objek yang digunakan untuk menampilkan keadaan alamat bit yang ditunjuk. Jika keadaan bit adalah OFF, maka bentuk 0 akan ditampilkan. Jika keadaan bit adalah ON, maka bentuk 1 akan ditampilkan. Gambar 3.15 Simbol dan Kondisi Bit Lamp 29

16 Set Bit Set Bit merupakan sebuah objek yang menyediakan dua mode operasi yaitu manual atau otomatis. Mode manual dapat memicu alamat bit yang ditunjuk untuk mengubah kondisi antara ON dan OFF ketika objek disentuh. Dalam mode otomatis, alamat bit secara otomatis aktif bila didefinisikan pra-kondisi terjadi, menyentuh tombol tidak akan efektif. Gambar 3.16 Simbol Set Bit Function Key Objek Function Key dapat digunakan untuk beberapa tugas yaitu : 1. Buka / tutup / kembali ke layar window. 2. Untuk mendesain keypad. 3. Menjalankan Makro. 4. Print Screen. Gambar 3.17 Simbol Function Key 30

17 Toggle Switch Objek Toggle Switch adalah sebuah kombinasi dari objek Bit Lamp dan objek Set Bit. Objek Toggle Switch hanya mempunyai 2 kondisi yaitu ON atau OFF yang dikendalikan dengan menekan tombol. Gambar 3.18 Simbol Toggle Switch Numeric Input dan Numeric Display Objek Numeric Input dan objek Numeric Display dapat digunakan untuk menampilkan nilai atau angka dari inputan sebelumnya. Objek Numeric Input juga dapat digunakan untuk memasukkan nilai ke register melalui keyboard. Gambar 3.19 Simbol Numeric Input dan Numeric Display 3.5 Servopack (Servo Control) Servopack / Servo Control adalah alat yang digunakan untuk mengendalikan motor servo dengan menggunakan referensi kecepatan/posisi berupa set point. Pada perancangan ini servopack yang digunakan adalah type YASKAWA. 31

18 Gambar 3.20 Servopack YASKAWA 3.6 Transformator Transformator atau sering disingkat dengan istilah Trafo adalah suatu alat listrik yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Maksud dari pengubahan taraf tersebut diantaranya seperti menurunkan Tegangan AC dari 220VAC ke 12 VAC ataupun menaikkan Tegangan dari 110VAC ke 220 VAC. Transformator atau Trafo ini bekerja berdasarkan prinsip Induksi Elektromagnet dan hanya dapat bekerja pada tegangan yang berarus bolak balik (AC). Pada perancangan ini transformator digunakan untuk menurunkan tegangan dari 380 volt ke 220 volt untuk input motor servo. Gambar 3.21 Transformator 32

19 3.7 Catu Daya (Power Supply) Catu daya listrik digunakan untuk memberikan pasokan daya keseluruh komponen - komponen PLC. Kebanyakan PLC bekerja dengan catu daya 24 VDC atau 220 VAC, beberapa PLC catu dayanya terpisah (sebagai modul tersendiri), yang demikian biasanya merupakan PLC besar, sedangkan PLC medium atau kecil catu dayanya sudah menyatu. Gambar 3.22 Power Supply 3.8 Relay Relay pengendali elektromekanis (EMR = electromechanical relay) adalah sebuah saklar magnetis yang dapat dikendalikan dengan permberian energi elektromagnetis. Relay terdiri dari 3 bagian utama, yaitu: 1. Koil : lilitan dari relay 2. Common : bagian yang tersambung dengan Normally Close (dalam keadaan normal). 3. Kontak : terdiri dari Normally Close dan Normally Open. NC (Normally Closed) merupakan saklar dari relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) terhubung dengan common. 33

20 Sedangkan NO (Normally Open) merupakan saklar dari relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) tidak terhubung dengan common. [2]. PLAG IA T MTINDAKAN TID Gambar 3.23 Relay 12 V 3.9 Limit Switch Limit Switch adalah alat bantu saklar yang bisa menghasilkan perubahan status dari on ke off atau dari 1 ke 0, atau sebaliknya bila sesuatu telah mengenai batas yang telah ditentukan. Dalam penggunaan di sistem mesin cuci ini, limit switch berfungsi untuk sensor pintu, yakni untuk mengetahui status pintu terkunci atau tidak terkunci. [3]. Gambar 3.24 Limit Switch 34