Makalah Seminar Kerja Praktek PERANCANGAN APLIKASI PLC OMRON SYSMAC CPM1A PADA BEL KUIS DI LABORATORIUM TEKNIK KONTROL OTOMATIK TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS DIPONEGORO Arbye S (L2F009045) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang Jln. Prof. Soedharto, Tembalang, Semarang, Jawa Tengah, Indonesia e-mail: arbikaca@gmail.com Abstrak Laboratorium Teknik Kontrol Otomatik merupakan salah satu wadah bagi mahasiswa untuk mengembangkan kemampuan praktis yang menyediakan fasilitas dalam melakukan penelitian. Ketersediaan perangkat-perangkat penunjang dalam hal sistem kendali otomatis memungkinkan mahasiswa melakukan suatu riset. Salah satu riset yang telah dilakukan adalah perancangan modul sistem bel kuis menggunakan perangkat PLC (Program Logic Control) sebagai sistem control otomatisnya. Penggunaan PLC dipakai untuk mempermudah dalam pemprogramannya yaitu dengan menggunakan fungsi Ladder Diagram. Pada makalah ini akan dibahas mengenai dasar teori PLC, pengenalan PLC OMRON SYSMAC CPM1A dan ladder diagram sebagai sarana pemrogramannya serta contoh aplikasinya tentang aplikasi PLC pada modul bel kuis. Sesuai kebutuhan akan modul guna sistem pembelajaran praktikum, maka laporan kerja praktek ini disesuaikan dengan kebutuhan tersebut diatas sebagai bahan pembelajaran pengontrolan penentuan prioritas pada sistem bel kuis menggunakan PLC khususnya PLC OMRON SYSMAC CPM1A. Kata kunci: bel kuis, ladder diagram, PLC I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan teknologi yang begitu pesat sangat berpengaruh pada kemajuan di bidang industri otomatisasi. Saat ini banyak industri-industri yang beralih pada mesin-mesin otomatis daripada menggunakan cara-cara konvensional. Dengan adanya alat-alat otomatis tersebut pekerjaan industri akan semakin mudah presisi, efektif dan efisien, dan produksi akan semakin berlipat-lipat. Dengan adanya sistem pengendalian bel kuis menggunakan PLC, diharapkan akan menghasilkan pengaturan bel kuis yang baik yang menggunakan peralatan yang handal, cepat, efisien, dan dapat bekerja dalam waktu yang lama serta mudah dalam melakukan modifikasi jika terjadi perubahan deskripsi kerja pada bel kuis tersebut. Selain itu mengurangi penggunaan alat mekanik relay yang dapat digantikan secara digital dengan menggunkan PLC. Serta mengurangi permasalahan yang disebabkan kesalahan dari faktor manusia (Human Error). 1.2 Maksud dan Tujuan Tujuan dari Kerja Praktek ini adalah untuk memperkenalkan PLC sebagai salah satu pendukung otomatisasi industri dasar pemrograman PLC dan aplikasi PLC khususnya seri Omron Sysmac CPM1A untuk untuk bel kuis sebagai penentu prioritas suatu pilihan. 1.3 Pembatasan Masalah Materi kerja praktek ini dibatasi pada pengolahan PLC OMRON SYSMAC CPM1A dari sisi perangkat kerasnya dan pemrograman dasar bahan ladder untuk mendukung kerja PLC dalam aplikasinya untuk bel kuis. Fungsi-fungsi tambahan di luar fungsi dasar pada pemrograman dan aplikasi-aplikasi PLC selain aplikasi dasar tidak diulas pada laporan kerja praktek ini. Halaman 1
II. KAJIAN PUSTAKA Bel kuis sering sekali digunakan sebagai alat penentu pemain mana yang harus terlebih dahulu berhak dipilih oleh juri untuk menjawab suatu pertanyaan atau hal lainnya dalam suatu acara kuis, cerdas cermat dan lain-lain. Pelaksanaan suatu acara misalkan cerdas cermat, tentu dengan adanya bel kuis tersebut jalannya acara akan lebih teratur dan untuk menghindari komplain/ protes ke pihak juri yang disebabkan salah tunjuk regu untuk menjawab soal (terutama babak rebutan), maka dibutuhkan bel kuis sebagai penentu. Bel ini dapat memberitahu juri, regu mana yang lebih dahulu menekan tombol. Karena dilihat dari sisi fungsinya itu maka bel kuis sangat dibutuhkan dalam suatu kegiatan kuis, cerdas cermat atau acara [13] sejenis lainnya dan PLC akan digunakan sebagai alat kendali penentu prioritas bel kuis tersebut. 2.1 PLC Omron CPM1A-40CDT 2.1.1 Karakteristik CPM1A-40CDT PLC Omron CPM1A-40CDT-D-V1 merupakan salah satu seri dari PLC Omron CPM1A. PLC ini memiliki 40 terminal yang terdiri dari 24 terminal input dan 16 terminal output. Power supply yang dipakai berupa tegangan DC sehingga diperlukan sebuah trafo dalam penggunaannya. dipakai berupa tegangan DC sehingga diperlukan sebuah trafo dalam penggunaannya. Tabel 1 Seri pada PLC Omron CPM1A Dari table diatas dapat diketahui karakteristik dari pada PLC Omron CPM1A-40CDT 1. 24 terminal 2. 16 terminal 3. Power Supply DC 4. Internal kontaktor memakai transistor. 2.1.2 Konfigurasi Internal Berikut ini adalah rangkaian internal pada PLC Omron CPM1A-40CDT: 1. Internal PLC Omron CPM1A merupakan jenis PLC yang kontaktor kontaktor input internalnya digerakkan oleh transistor. Gambar 4 Rangkaian Internal input 2. Internal PLC Omron CPM1A-40CDT merupakan jenis PLC CPM1A yang kontaktor kontaktor output internalnya digerakkan oleh transistor. Gambar 4 Terminal I/O PLC ini memiliki 40 terminal yang terdiri dari 24 terminal input dan 16 terminal output. Power supply yang Halaman 2
Gambar 5 Rangkaian Sinking Internal output III. PERANCANGAN SISTEM 3.1 Perancangan Perangkat Keras 3.1.1 Sistem Keseluruhan Gambar 6 Rangkaian Sourcing Internal output 2.1.3 Terminal I/O 1. Terminal Gambar 7 Terminal Pada PLC Omron CPM1A-40CDT-D- V1 terminal inputnya terdiri dari 24 terminal yang terbagi dua alamat yaitu 0CH dengan alamat 00 samapai 11 dan 1CH dengan alamat 00 sampai 11. Untuk suplay daya dipakai tegangan DC yang dihubungkan pada terminal +. Pada terminal input terdapat COM 0 yang berfungsi untuk menentukan polaritas input plant. 2. Terminal Gambar 8 Terminal Untuk terminal output terdiri dari 16 terminal yang terbagi dua alamat yaitu 10CH dengan alamat 00 samapai 07 dan 11CH dengan alamat 00 sampai 07. Pada terminal output terdapat 6 buah terminal COM yang berfungsi untuk menentukan polaritas output plant. Gambar 9 Gambar modul sistem bel kuis Gambar 9 merupakan sketsa sistem bel kuis, dimana pada modul hanya menggunakan input P1, P2, P3 dan RESET dan output yaitu lampu indikator L1, L2, L3, dan BUZZER. Berikut keterangan gambar : P1 : Push button pemain 1 P2 : Push button pemain 2 P 3 : Push button pemain 3 RESET : Tombol reset L1 : Lampu indikator pemain 1 ( biru ) L2 : Lampu indikator pemain 2 ( merah ) L3 : Lampu indikator pemain 3 ( hijau ) BUZZER : Indikator 3.2 Perancangan Perangkat Lunak 3.2.1 Algoritma program Berikut algoritma sistem bel kuis : a. Bila pemain 1 paling cepat menekan push button P1, maka lampu 1 akan menyala (biru) dan buzzer akan berbunyi. Halaman 3
b. Bila pemain 2 paling cepat menekan push button P2, maka lampu 2 akan menyala (merah) dan buzzer akan berbunyi. c. Bila pemain 3 paling cepat menekan push button P3, maka lampu 1 akan menyala (hijau) dan buzzer akan berbunyi. d. Apabila sudah ada pemain yang terlebih dahulu menekan tombol push button,maka tombol push button pemain lain tidak akan berfungsi, sampai juri menekan push button reset dan kembali ke keadaan awal. 3.2.2 Kemungkinan State (keadaan) Untuk mempermudah perancangan sistem, dibuat tabel yang memuat keadaan keadaan yang mungkin terjadi dengan variasi variasi input yang diberikan. Tabel 2 State beserta keluarannya 3.2.3 Perancangan Diagram State Kemudian dari Tabel 2 dibuat diagram state untuk memudahkan dalam pembuatan Ladder Diagram nya. State L3 L2 L1 Buzzer S0 0 0 0 S1 1 0 0 S2 0 1 0 S3 0 0 1 0 1 1 1 Gambar 10 Diagram State Terlihat terdapat 4 state yang memiliki fungsi masing masing yaitu: State 0 State S0 merepresentasikan kondisi awal ketika sistem mati atau saat hidup pertama kali atau bisa dikatakan sebagai home position, dari posisi inilah sistem akan ditentukan akan berpindah menuju state mana S1, S2, atau S3 sesuai dengan inputannya. State 1 Dari state S0 akan berpindah ke state S1 apabila mendapat inputan P3 yaitu ketika pemain 3 menekan push button. State S1 merupakan kondisi dimana L3 dan buzzer akan ON. State 1 akan berpindah ke state S0 kembali apabila mendapat inputan RESET State 2 Dari state S0 juga bisa berpindah menuju ke state S2 apabila mendapat inputan P2 yaitu ketika pemain 2 menekan push button. State S2 merupakan kondisi dimana L2 dan buzzer akan ON. State 2 akan berpindah ke state S0 kembali apabila mendapat inputan RESET. State 3 Dari state S0 juga bisa berpindah menuju ke state S3 apabila mendapat inputan P1 yaitu ketika pemain 1 menekan push button. State S3 merupakan kondisi dimana L1 dan buzzer akan ON. State 3 akan berpindah ke state S1 kembali apabila mendapat inputan RESET. 3.2.4 Diagram Ladder program Berdasarkan uraian algoritma sistem bel kuis yang telah dijelaskan sebelumnya, pemrograman dalam bahasa ladder yang digunakan didalam PLC dijelaskan sebagai berikut : Halaman 4
P1 00.00 P2 00.01 P3 00.02 RESET 00.03 Keluaran Alamat BUZZER 10.00 L3 10.01 L2 10.02 L1 10.03 Internal relay Alamat T1 200.00 T2 200.01 T3 200.02 T4 200.03 T5 200.04 T6 200.05 S0 200.06 S1 200.07 S2 200.08 S3 200.09 T0 200.10 Gambar 11 Diagram ladder system Alamat masukan dan keluaran pada ladder diagram yang digunakan dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 3 Tabel alamat masukan dan keluaran sistem bel kuis Masukan Alamat 4. IV. PENGUJIAN 4.1 Sistem bekerja pada state 0 Halaman 5
Dalam keadaan standby yaitu state 0, pada saat state 0 aktif maka tidak ada output yang aktif. Berikut tabel I/0 nya. Tabel 4 Kondisi input output pada state 0 Kondisi 0 0 0 0 Kondisi 0 0 0 0 Dalam keadaan state 3 aktif, maka lampu 1 akan menyala dan buzzer akan berbunyi. Berikut tabel keadaan I/O nya. Tabel 5 Kondisi input output pada state 0 Kondisi 1 0 1 0 Kondisi 1 0 1 0 4.2 Sistem bekerja pada state 1 Dalam keadaan state 1 aktif, maka lampu 3 akan menyala dan buzzer akan berbunyi. Berikut tabel keadaan I/O nya. Tabel 5 Kondisi input output pada state 0 Kondisi 0 0 1 0 Kondisi 0 0 1 0 4.3 Sistem bekerja pada state 2 Dalam keadaan state 2 aktif, maka lampu 2 akan menyala dan buzzer akan berbunyi. Berikut tabel keadaan I/O nya. Tabel 6 Kondisi input output pada state 0 Kondisi 0 1 0 0 Kondisi 0 1 0 0 4.5 Saat dilakukan proses RESET Dalam keadaan state 1/2/3 aktif, ketika ditekan tombol RESET maka sistem akan kembali ke S0 atau home position. Berikut tabel keadaan I/O nya. Tabel 5 Kondisi input output saat di RESET Kondisi 0 0 0 1 Kondisi 0 0 0 0 4.4 Sistem bekerja pada state 3 Halaman 6
V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan 1. Perancangan aplikasi PLC OMRON SYSMAC CPM1A pada sistem bel kuis bertujuan untuk memahami bagaimana prinsip kerja dari PLC dan menerapkannya secara langsung pada suatu plant. 2. Pemrograman pada PLC bisa menggunakan pendekatan kemungkinan kondisi yang direpresentasikan dengan state diagram. Dengan pedekatan ini lebih memudahkan programmer dalam membuat program pada PLC 5.2 Saran PLC (Programmable Logic Controller) adalah suatu sarana pendukung otomasi terutama pada sistem kontrolnya, sehingga kita dapat lebih mengeksplorasi lagi pemanfaatan PLC dalam bidang kontrol terutama fitur yang belum digunakan seperti fungsi timer,counter, dan lain-lain dan mengaplikasikannya dalam sebuah plant yang lebih kompleks. DAFTAR PUSTAKA [1] CX-Programmer User Manual Version 3.1 [2] CX-Programmer Introduction Guide R132- E1-04.pdf [3] CX-One Introduction Guide R145-E1-03.pdf [4] Muttaqin, Ilham, Perancangan Aplikasi Plc Omron Sysmac CP1L pada Sistem Otomasi Ice Compactor untuk Pemadatan Ice Flag, Semarang : Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro, 2012 [5] OMRON. 2005.CPM1A Operation Manual.pdf [6] OMRON. 1997.CPM1A Series Brochure.pdf [7] B3729-PLC TRAINER SYSTEM INSTRUCTIONS MANUAL.pdf [8] Setiawan, Iwan, Programmable Logic Control (PLC) dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol, Yogyakarta : ANDI, 2006. [9] Eko Putra, Agfianto, Konsep, Pemrograman dan Aplikasi (Omron CPM1A/CPM2A dan Zen Programmable Relay), Yogyakarta : GAVA MEDIA, 2007. [10] -------, Buku Pedoman Teknik Elektro 2009, Semarang : Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro, 2009. [11] -------, Laboratorium TKO, http://www.elektro.undip.ac.id [12] -------, Lokasi Teknik Elektro UNDIP, Semarang, http://www.maps.google.com [13] -------, http://www.linksukses.com/2012/1 0/rangkaian-bel-cerdascermat.html BIOGRAFI, dilahirkan di Bengkulu 02 Juli 1991. Jenjang edukasi ditempuh dari SD Negeri 60 kota Bengkulu, SMP Negeri 04 kota Bengkulu, SMA Negeri 05 kota Bengkulu dan sekarang sedang menempuh studi S1 di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro dengan peminatan konsentrasi kontrol. Semarang, April 2013 Mengetahui dan mengesahkan, Dosen Pembimbing Dr. Aris Triwiyatno, ST. MT NIP. 197509081999031002 Halaman 7
Halaman 8