Perancangan Sistem Reporting Kondisi Plant dan Jumlah Produksi Berbasiskan E-Mail Menggunakan PLC Modicon M340 Vicktorio Djohan (0522015) Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Jln. Prof. Drg. Suria Sumantri 65, Bandung 40164, Indonesia E-mail: vicktorio.djohan@yahoo.com ABSTRAK PLC dan HMI dapat digunakan untuk memonitor dan mengendalikan proses industri. Akan tetapi, seringkali pencatatan laporan kinerja mesin masih dilakukan secara manual oleh operator. Pencatatan laporan secara manual ini mengakibatkan laporan yang dihasilkan seringkali kurang akurat. Kurang akuratnya laporan manual ini dapat disebabkan oleh lokasi produksi yang tidak kondusif seperti, suhu udara yang panas, tempat yang bising dan gangguan lainnya. Hal ini menjadi masalah bagi manajemen karena laporan harian yang akurat sangat dibutuhkan untuk menentukan target kinerja berikutnya. Pada Tugas Akhir ini disusun suatu sistem pelaporan berbasiskan e-mail menggunakan Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) pada PLC dan HMI. PLC akan mengambil data dari plant dan membuat laporan sederhana yang dapat dikirimkan ke alamat e-mail tertentu tanpa harus melalui PC. Laporan yang disusun berbeda untuk user yang berbeda. HMI dapat digunakan untuk mengendalikan PLC dalam menentukan parameter parameter pengiriman laporan. PLC yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah M340, sedangkan HMI yang digunakan adalah Magelis XBTGT. Sistem berhasil dirancang dan diuji pada plant MPS Festo. Untuk membantu menyederhanakan program, dirancang pula Function Block Diagram baru dari Function Block Diagram yang sudah ada. Pada saat pengujian, sistem mengirimkan laporan berisi kondisi plant MPS Festo pada user Supervisor dan laporan berisi jumlah produksi pada user Manager. Rata rata waktu pengiriman dengan menggunakan PLC adalah 1,46 detik dan rata rata waktu pengiriman dengan menggunakan PLC dan HMI adalah 1,40 detik. Kata Kunci: Simple Mail Transfer Protocol, PLC, HMI, e-mail, laporan, plant, Function Block Diagram vii
Design of E-Mail Based Reporting System of Plant Condition and Production Quantity Using Modicon M340 PLC Vicktorio Djohan (0522015) Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Kristen Maranatha Jln. Prof. Drg. Suria Sumantri 65, Bandung 40164, Indonesia E-mail: vicktorio.djohan@yahoo.com ABSTRACT PLC and HMI could be used in monitoring and control of industrial processes. However, the reporting of plant performance often done manually by operators. Manual reporting process are often inaccurate. The inaccuracy may be caused by unconducive work environment such as high ambient temperature, noisy work environment, and other type of inconveniences. This cause problems because an accurate report is needed to set target and directions for the company. This Final Project designs an e-mail based reporting system using Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) via Modicon M340 PLC. PLC will retrieve data from plant and generate a simple text report that could be emailed to certain users without having to use PC. The report generated are different for each user. HMI could be used to control the PLC in inputting the parameters of the report. The PLC used in this Final Project is Modicon M340 and the HMI used is Magelis XBTGT The system is designed and tested on MPS Festo. New Function Block Diagrams based on existing Function Block Diagrams are also designed in order to simplify the program. On testing, system sends report containing plant condition to user Supervisor and another report containing amount of products produced to user Manager. Average sending time using PLC is 1,46 seconds, and average sending time using PLC and HMI is 1,40 seconds. Keywords: Simple Mail Transfer Protocol, PLC, HMI, e-mail, report, plant, Function Block Diagram viii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN... iii LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... iv KATA PENGANTAR... v ABSTRAK... vii ABSTRACT... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xiv BAB I... 1 I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Identifikasi Masalah... 2 I.3 Perumusan Masalah... 2 I.4 Tujuan... 2 I.5 Pembatasan Masalah... 2 I.6 Spesifikasi Alat... 3 I.7 Sistematika Penulisan... 3 BAB II... 4 II.1 Programmable Logic Control (PLC)... 4 II.1.1 Ladder Diagram... 5 II.2 Human-Machine Interface (HMI)... 8 II.3 Dasar dasar Jaringan... 8 II.3.1 Model OSI... 10 II.3.2 Model TCP/IP... 11 II.3.3 IP address (alamat IP)... 13 II.4 E-Mail (Electronic Mail)... 15 II.4.1 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)... 17 II.4.2 POP3(Post Office Protocol, version 3)... 18 II.4.3 IMAP(Internet Message Access Protocol)... 22 ix
II.5 Argosoft Mail Server Free... 23 BAB III... 25 III.1 Perancangan Komunikasi PLC Dengan E-Mail Server... 26 III.1.1. Konfigurasi Jaringan pada Server... 26 III.1.2 Konfigurasi Argosoft Mail Server... 27 III.1.3 Konfigurasi PLC M340... 28 III.2 Perancangan Komunikasi HMI dengan PLC... 32 III.2.1 Konfigurasi HMI... 32 III.2.2 Konfigurasi untuk PLC Sasaran... 33 III.3. Perancangan Komunikasi E-Mail Server dengan User... 34 III.4. Perancangan Sistem Pengambilan Data Dari Plant Oleh PLC. 35 III.4.1. Modul komunikasi Modbus TWDNOZ485T... 36 III.4.2. Modifikasi Konfigurasi PLC Twido... 38 III.4.3. Konfigurasi Modbus pada PLC M340... 42 III.4.4. Pemetaan I/O PLC Twido ke Memori... 43 III.5 Perancangan Sistem Pelaporan... 44 III.5.1 Sistem Pelaporan Manual... 44 III.5.2 Sistem Pelaporan Otomatis... 46 III.5.3 Sistem Pelaporan Alarm... 47 III.6 Perancangan Function Block Diagram (FBD)... 48 III.6.1 IN_TO_VAR... 49 III.6.2 INT_TO_STR_8IO... 50 III.6.3 MAIL_SUBJECT... 52 III.6.4 MAIL_BODY... 53 BAB IV... 55 IV.1 Hasil Pengujian Koneksi... 55 IV.1.1 Pengujian Koneksi Server dan PLC... 55 IV.1.2 Pengujian Koneksi User dan Server... 55 IV.1.3 Pengujian Koneksi PLC M340 dan PLC Twido... 56 IV.1.4 Pengujian Koneksi HMI dan PLC M340... 56 IV.2 Hasil Pengujian Argosoft Mail Server Free... 57 IV.2.1 Pengujian Antarmuka Web... 57 x
IV.2.2 Pembuatan User... 58 IV.2.3 Pengujian Login... 60 IV.3 Hasil Pengujian Pengiriman E-Mail Menggunakan PLC... 62 IV.3.1 Pengiriman E-Mail dengan Pemicu Manual (Push Button) 62 IV.3.2 Pengiriman E-Mail dengan Pemicu Waktu (Otomatis)... 63 IV.3.3 Pengiriman dengan Pemicu Alarm... 67 IV.4 Hasil Pengujian Pengiriman E-Mail Melalui PLC Menggunakan HMI... 68 IV.4.1 Pengiriman E-Mail dengan Pemicu Manual (Push Button) 68 IV.4.2 Pengirman E-Mail dengan Pemicu Waktu (Otomatis)... 70 IV.4.3 Pengiriman E-Mail dengan Pemicu Alarm... 73 IV.6 Analisis Waktu... 74 BAB V... 78 V.1 Simpulan... 78 V.2 Saran... 78 DAFTAR PUSTAKA... 80 xi
DAFTAR TABEL Tabel II.1 7 Layer pada Model OSI... 11 Tabel II.2 Perbandingan kelas alamat IP... 15 Tabel III.1 Penjelasan Bagian - Bagian TWDNOZ485T... 37 Tabel III.2 Keterangan pin Untuk Pengawatan Pada (a) PLC M340 dan (b) TWDNOZ485T... 38 Tabel III.3 Pemetaan Memori PLC Twido... 44 Tabel IV.1 Hasil Pengujian Koneksi PLC Twido dan PLC M340... 56 Tabel IV.2 Hasil Pengujian Koneksi HMI dan PLC M340... 57 Tabel IV.3 Hasil Pengujian Pengiriman Manual Untuk User "Supervisor"... 62 Tabel IV.4 Hasil Pengujian Pengiriman Manual Untuk User "Manager"... 63 Tabel IV.5 Hasil Pengujian Pengiriman Otomatis Untuk User "Supervisor"... 64 Tabel IV.6 Hasil Pengujian Pengiriman Otomatis Untuk User "Manager"... 65 Tabel IV.7 Hasil Pengujian Pengiriman Otomatis ke Dua User Secara Bersamaan... 65 Tabel IV.8 Hasil Pengujian Pengiriman ke Dua User Secara Bersamaan Dengan Jeda Waktu 0,6 Detik... 66 Tabel IV.9 Hasil Pengujian Pengiriman Kondisi Alarm... 67 Tabel IV.10 Hasil Pengujian Pengiriman Manual Untuk User "Supervisor"... 69 Tabel IV.11 Hasil Pengujian Pengiriman Manual Untuk User "Manager"... 69 Tabel IV.12 Hasil Pengujian Pengiriman Otomatis Untuk User "Supervisor"... 70 Tabel IV.13 Hasil Pengujian Pengiriman Otomatis Untuk User "Manager"... 71 Tabel IV.14 Hasil Pengujian Pengiriman Otomatis ke Dua User Secara Bersamaan... 72 Tabel IV.15 Hasil Pengujian Pengiriman Kondisi Alarm... 73 Tabel IV.16 Perbandingan Waktu Pengiriman E-Mail Antara PLC dan PLC yang Dilengkapi Dengan HMI Untuk Sistem Pelaporan Manual... 74 Tabel IV.17 Perbandingan Waktu Pengiriman E-Mail Antara PLC dan PLC yang Dilengkapi Dengan HMI Untuk Sistem Pelaporan Otomatis... 75 Tabel IV.18 Perbandingan Waktu Pengiriman E-Mail Antara PLC dan PLC yang Dilengkapi Dengan HMI Untuk Sistem Pelaporan Alarm... 76 Tabel IV.19 Perbandingan Rata - rata Waktu Pengiriman E-Mail untuk Ketiga Sistem Pelaporan... 77 xii
DAFTAR GAMBAR Gambar II.1 Perbandingan antara (a) rangkaian relay, (b) rangkaian logika relay, (c) ladder diagram untuk fungsi logika OR... 5 Gambar II.2 Pembacaan Ladder Diagram... 6 Gambar II.3 Simbol Dasar dalam IEC 61131-3... 7 Gambar II.4 Contoh program (a) saklar normally open, (b) saklar normally closed... 7 Gambar II.5 Contoh Jaringan LAN dalam suatu Kantor... 9 Gambar II.6 Contoh Skema Jaringan WAN... 10 Gambar II.7 Proses Encapsulation... 12 Gambar II.8 Perbandingan Layer antara Model OSI dan Model TCP/IP... 13 Gambar II.9 Cara Kerja E-mail... 16 Gambar II.10 Model Transfer SMTP... 17 Gambar II.11 Arsitektur POP3... 19 Gambar II.12 Arsitektur Protokol POP3 Berdasarkan OSI dan TCP/IP... 20 Gambar II.13 Posisi Protokol POP3 pada sistem e-mail... 20 Gambar II.14 Cara Kerja Protokol POP3... 21 Gambar II.15 Perbedaan Alur Proses pada (a) IMAP, (b) POP3... 23 Gambar III.1 Konsfigurasi Sistem Pelaporan Berbasiskan E-Mail Menggunakan PLC dan HMI... 25 Gambar III.2 Konfigurasi Jaringan pada Server... 27 Gambar III.3 Konfigurasi Argosoft Mail Server Free... 28 Gambar III.4 PLC M340 yang Digunakan... 28 Gambar III.5 Konfigurasi Jaringan pada PLC M340... 30 Gambar III.6 Konfigurasi SMTP pada PLC M340... 31 Gambar III.7 Menu Real Time Clock pada Unity Pro... 32 Gambar III.8 Hasil Konfigurasi HMI... 33 Gambar III.9 Hasil Konfigurasi Untuk PLC Sasaran... 34 Gambar III.10 Konfigurasi Jaringan pada User (a) Supervisor dan (b) Manager 35 Gambar III.11 TWDNOZ485T... 36 Gambar III.12 Pengawatan Pada PLC M340 dan TWDNOZ485T... 37 Gambar III.13 Penambahan Modul TWDNOZ485T pada PLC Twido... 38 Gambar III.14 Penambahan Generic Modbus Element Pada Konfigurasi PLC Twido... 40 Gambar III.15 Konfigurasi Generic Modbus Element... 41 Gambar III.16 Hasil Konfigurasi Link Komunikasi Untuk Generic Modbus Element... 42 Gambar III.17 Hasil Konfigurasi Modbus pada PLC M340... 43 Gambar III.18 Diagram Alir Sistem Pelaporan Manual... 45 Gambar III.19 Diagram Alir Sistem Pelaporan Otomatis... 47 Gambar III.20 Diagram Alir Sistem Pelaporan Alarm... 48 Gambar III.21 Isi FBD IN_TO_VAR... 49 Gambar III.22 FBD IN_TO_VAR... 49 Gambar III.23 Isi FBD INT_TO_STR_8IO... 51 Gambar III.24 FBD INT_TO_STR_8IO... 52 xiii
Gambar III.25 Isi FBD MAIL_SUBJECT... 53 Gambar III.26 FBD MAIL_SUBJECT... 53 Gambar III.27 Isi FBD MAIL_BODY... 54 Gambar IV.1 Tampilan Antarmuka Web dari Argosoft Mail Server Free... 58 Gambar IV.2 Tampilan Setelah Pilihan "Add New User" Dipilih... 59 Gambar IV.3 Tampilan Jika Berhasil Menambah User... 60 Gambar IV.4 Tampilan Setelah Tombol "Login" Ditekan... 61 Gambar IV.5 Contoh Tampilan Kotak Masuk... 61 xiv