BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Keunggulan dalam teknologi robotika tidak dapat dipungkiri telah lama dijadikan icon kebanggaan negara-negara maju di dunia. Begitu juga dalam dunia industri, belumlah lengkap tanpa mesin mesin yang dapat membantu mempermudah pekerjaan manusia. Di jaman yang maju dan serba digital ini, sektor industri telah mengalami perkembangan teknologi yang sangat pesat. Teknologi tersebut didukung dengan adanya sistem komputer yang dapat mengotomatisasi tugas-tugas dalam industri. Penyeleksian tugas dapat berawal dari penyeleksian bahan dasar industri, produksi, pengelompokan, pengepakan, pengangkutan ke tempat penyimpanan, proses perawatan berkala dan servis. Proses dalam setiap bagian memerlukan kinerja dan ketelitian. PLC pada dasarnya merupakan kontroler serba guna yang dapat diprogram sesuai dengan kebutuhan. Dengan adanya PLC, modifikasi pada proses kontrol dapat dilakukan tanpa perlu pengkabelan ulang dan penggantian hardware yang mahal. Oleh karena itu, PLC banyak digunakan untuk mengendalikan proses dan mesin dalam industri. Penulis menggunakan PLC untuk mengontrol arah benda. PLC akan mengatur gerak silinder.
2 Dari beberapa artikel internasional yang telah dibaca sebelumnya, seperti pada artikel yang dibuat oleh Jarosław Smoczek, Janusz Szpytko yang berjudul A MECHATRONICS APPROACH IN INTELLIGENT CONTROL SYSTEMS OF THE OVERHEAD TRAVELING CRANES PROTOTYPING [http://itc.ktu.lt/itc372/smoczek372.pdf]. Dalam artikel tersebut dijelaskan tentang membangun sistem crane dengan menggunakan Fuzzy logic dengan PLC. didalam fuzzy logic, dipakai untuk mengatur semua algoritma dan pemograman pada sistem ini serta PLC dipakai untuk mengatur kontrol semua devicenya. kelebihan artikel ini, pada sistem ini, tingkat ketelitian dan automatis sangat bagus, sehingga manusia / para pekerja hanya memonitoring kinerja pada sistem ini. Dari beberapa artikel yang kedua, seperti pada artikel yang dibuat oleh Albena Taneva, Michail Petrov, Ivan Ivanov dan Milko Poryazov yang berjudul WEB BAZED APPLICATION AND PLC'S COMMUNICATION FOR MONITORING AND CONTROL [http://mpet2.hit.bg/journal_1.pdf]. Artikel ini menjelaskan adannya penggunaan PLC untuk memonitoring dan mengontrol sebuah sistem web. Pada kasus ini, sungguh menarik karena yang kita ketahui, biasanya PLC digunakan untuk membangun sistem kontrol mesin. Namun sangat disayangkan pada jurnal hanya monitoring data transmiter dan receive serta pengontrolan data receive serta transmiter. Pada artikel ketiga ini yang berjudul Journal of Agriculture Technology, Management, and Education menjelaskan tentang penggunaan PLC di bidang pertanian. Pada artikel yang terdapat pada situs
3 [http://www.usu.edu/aste/jastm/2006%20jastm%20articles/1%20_johnson_jastm_ 2006.pdf] tersebut menjelaskan tentang bagaimana cara mengatur system pengolahan di pertanian. Akan tetapi, pada system ini kurang efektif karena, masih banyak yang tidak mengenal PLC. Pada artikel keempat ini berjudul : Vision for Prosses Control, berisi tentang cara menerapkan vision dalam suatu mesin yang berfungsi untuk mengisyaratkan suatu kendali. Artikel ini terdapat pada http://www.controleng.com/article/ca6559148.html. Kelebihan dari artikel ini yaitu mesin vision dapat bekerja lebih baik dari mesin-mesin yang lainnya.. Dalam setiap proses yang baik tentunya harus memberikan informasi yang baik dan berguna bagi pemakai. Contoh yang nyata dapat dilihat dalam proses pengelompokan suatu produk yang akan memudahkan proses selanjutnya. Karena proses otomatisasi dan kecepatan produksi yang tinggi, pengelompokan tidak dapat dilakukan secara manual sehingga diperlukan suatu sistem komputer yang dapat digunakan untuk memisahkan tipe tipe dari produk yang dihasilkan. Jika sebuah pabrik memproduksi berbagai jenis barang dan diletakan pada ban berjalan akan timbul masalah dalam pengelompokan. Adanya permasalahan yang timbul maka penulis bermaksud mewujudkan sebuah sistem pengangkat dan pengelompokan benda, dalam hal ini benda bulat dan kotak. Sistem ini akan digunakan untuk memisahkan 2 jenis benda yang terletak pada suatu ban berjalan.
4 1.1.1 Rumusan Masalah Pemahaman rumusan permasalahan mengapa pada penelitian ini mengangkat Tema Alat Pengangkat dan Pengelompokan Bentuk Benda Menggunakan PLC dan Computer Vision karena terdapat 4 permasalahan yaitu : 1. Perbedaan Desain dan Software pada Perusahaan PLC Permasalahan yang timbul saat ini kelihatannya dunia industrial PLC yang banyak dipakai di Indonesia, akan tetapi sumber daya manusia yang mengerti tentang PLC sangat sedikit, dan masih banyak universitas yang memberikan informasi pelatihan PLC serta banyaknya perusahaan PLC seperti FESTO, OMRON, LG, NATIONAL, SIEMENS, SIGMA, Mitsubishi, dan lain sebagainya yang membuat orang ketika hendak mempelajari PLC menjadi bingung sendiri akan hardware dan software pada masing-masing perusahaan PLC. Pada pembahasan penelitian diatas merupakan kesimpulan dari media internet (sebagian besar dari forum), teman-teman sekampus, teman-teman kampus lain dan teman-teman yang sedang bekerja di beberapa tempat. Berbagai kasus yang ada di Indonesia, penggunaan PLC hanyalah untuk industri bagian alat berat dan produksi. Padahal PLC dapat digunakan untuk berbagai kasus. Seperti: aplikasi pengendalian level air menggunakan PLC, membuat mesin stempel / cap dengan PLC, dan sebagainya. 2. Keterbatasan Literatur Research dan License Software Permasalahan berikutnya muncul dari keterbatasan literatur research tentang penelitian untuk computer vision dan PLC. Didalam media internet dan studi
5 kepustakaan khususnya di Perpustakaan Universitas Bina Nusanatara, PLC yang dibahas biasanya memakai PLC dari perusahaan OMRON. Memang pada dasarnya berbagai jenis PLC yang dikeluarkan masing-masing perusahaan itu sama, akan tetapi karakteristik/ciri khas masing-masing PLC sedikit berbeda dan bilamana ada orang yang baru merancang PLC yang bukan dari OMRON, misalnya dari FESTO. Tentu saja informasi tentang tipe PLC dari perusahaan lain sangat sedikit. Untuk computer vision, pada umumnya yang memakai software computer vision tidak memperhatikan terhadap license software. Akan tetapi bila yang memakai adalah perusahaan, tentu perusahaan tersebut akan memperhatikan terhadap license software. 3. Hasil Pengamatan di Universitas Bina Nusantara Hasil pengamatan yang telah dilakukan terhadap hasil karya ilmiah skripsi di lingkungan Universitas Bina Nusantara selama ini : Sistem Sortir Mur dan Baut Menggunakan Jaringan Syaraf Tiruan (Tjhang Suwandi dan Edi Yanto,2004). Pada skripsi ini membahas tentang penyortiran mur dan baut dengan menggunakan sistem jaringan syaraf tiruan. Jika untuk sistem yang kecil (industri rumah tangga), sistem ini bisa digunakan. Ketika masuk ke industri besar yang menggunakan tegangan kurang lebih 24 Volt, maka sistem sortir tersebut harus menggunakan relay untuk menguatkan tegangan. Kemampuan vision pada skripsi ini yaitu dapat membedakan mur dan baut dengan menggunakan program MATLAB. Output dari image yang di proses pada MATLAB akan di kirim ke modul pemisah. Modul pemisah tersebut akan menggerakkan jarum ke kanan dan ke kiri sesuai dengan benda
6 yang dikenali. Pada skripsi ini, mereka menggunakan motor untuk menggerakkan ban berjalan. Sabuk berjalan tidak berfungsi dengan baik, dimana arah pergerakan motor AC menjadi terbalik sehingga obyek berjalan mundur. Hal ini disebabkan karena adanya konstruksi dari rangka sabuk berjalan menyentuh sisi rangka dan menghambat pergerakannya. Pengembangan Vision pada Robot Workstation Untuk Menentukan Lokasi Object (David Sugianto, dkk,2006). Skripsi ini membahas pemakaian vision pada robot. Kemampuan vision pada skripsi ini mengenali empat obyek berupa lingkaran, kotak, segitiga dan segienam yang dapat menentukan arah lokasi sesuai yang diinginkan dan menghitung kordinat obyek. Pemilihan Laci dan Pengambilan Barang Menggunakan PLC (Rubiyanto, dkk,2004) skripsi ini hanya menggunakan PLC saja tanpa memadukan computer vision. PLC pada skripsi ini untuk menjalankan motor stepper secara maju ataupun mundur. 4. Keterbatasan Lainnya Pada penelitian ini, keterbatasan lainnya ialah menyangkut masalah biaya. Keterbatasan biaya sangat berpengaruh terhadap perancangan PLC dengan computer vision, dikarenakan dari segi PLC sendiri harganya cukup mahal, sehingga hanya sebagian perusahaan atau kalangan tertentu saja yang mampu menggunakan PLC serta computer vision.
7 Alasan mengangkat penelitian ini adalah membuat suatu sistem yang menggunakan PLC dan terintergrated dengan computer vision yang masing-masing tahapan sistem. Sistem dengan kecepatan output yang baik dan cukup akurat serta perancangan yang memakai sistem pneumatik (sistem tenaga angin). Dalam mengatasi literatur research pada penelitian ini, penelitian ini memakai dari produk perusahaan Festo dengan tipe FC yang murah dari pada perusahaan PLC lainnya. Untuk melakukan operasi computer vision, pada penelitian ini memakai opencv yang bersifat open source. Sesuai namanya open source maka tidak perlu mengkhawatirkan melakukan pelanggaran terhadap lisence atas penggunaan software, karena bersifat free. OpenCV ini dijalankan di Microsoft Visual Studio 2005, tetapi jika belum mempunyai lisence microsoft visual studio 2005, tidak perlu khawatir karena harga lisence software tersebut murah dibandingkan software lainnya. Diharapkan dengan dibuatnya penelitian ini, generasi-generasi baru bisa mempunyai ide-ide tentang aplikasi PLC pada dunia industri, serta dapat menggabungkan dengan software. Penelitian ini untuk memvariasikan dari skripsi sebelumnya membedakan benda dengan jaringan syaraf tiruan menjadi computer vision dan robot workstation menjadi PLC yang mengatur arah silinder. Penelitian ini mempunyai karakteristik yaitu menggunakan bidang miring yang licin untuk dilalui oleh benda, menggunakan kamera untuk pengambilan image, memakai dua jenis program yaitu program untuk vision berupa Microsoft Visual studio 2005 dan OpenCV dan program untuk PLCyaitu FST 4.10, serta memakai silinder untuk respon gerak yang cepat.
8 1.2 Ruang Lingkup Pada penelitian alat ini memiliki ruang lingkup sebagai berikut : Kemampuan dapat membedakan 6 jenis benda yang mempunyai bentuk alas berupa lingkaran, segitiga, segiempat, segilima, segienam, segidelapan. Pencahayaan Homogen. Kemampuan deteksi benda menggunakan kamera dan komputer dengan software Microsoft Visual studio 2005 dan OpenCV. Kemampuan melakukan pengontrolan gerak silinder menggunakan CCU pada PLC dengan software FST 4.10. 1.3 Tujuan dan Manfaat Berikut merupakan pemaparan tujuan dan manfaat dari penelitian ini. 1.3.1 Tujuan Membuat sistem pengenalan benda yang menggunakan vision dan PLC. Mengembangkan penggunaan vision dengan PLC yang dapat mengatur tekanan udara, sehingga dapat mengatur dari benda dengan pengenalan gerak secara sekuensial yang telah terprogram dengan PLC sesuai kebutuhan. Dan pengenalan bentuk benda sesuai pengelompokkan masing-masing benda yang menggunakan sensor kamera.
9 1.3.2 Manfaat Dapat mengontrol benda dengan sensor kamera dan memanfaatkan tekanan udara untuk menggerakkan benda sesuai yang diinginkan. Dapat mempelajari cara kerja dari PLC dan vision serta karakteristik dari penggunaan sistem pneumatik. 1.4 Metodologi Penelitian Adapun tahap metodologi dalam penelitian sistem ini adalah : Melakukan pembelajaran mengenai PLC dan software FST 4.10 melalui berbagai buku / artikel, journal, dan internet. Melakukan pembelajaran mengenai algoritma image processing dan software OpenCV untuk mendeteksi objek melalui berbagai buku / artikel, journal, dan internet. Permodelan perancangan alat. Membangun alat, meliputi mekanik, elektronik, dan perangkat lunak yang dibutuhkan. Melakukan evaluasi terhadap sistem berdasarkan hasil percobaan. 1.5 Sistematika Penulisan Sistematika yang digunakan dalam penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut : Bab 1 : Membahas tentang latar belakang, definisi masalah, ruang lingkup, tujuan dan manfaat, dan metodologi penelitian yang diterapkan.
10 Bab 2 : Membahas tentang teori-teori pendukung dan metode yang akan digunakan dalam perancangan ini. Bab 3 : Membahas tentang perancangan sistem, meliputi perancangan perangkat keras (hardware) dan perancangan perangkat lunak (software). Bab 4 : Membahas tentang implementasi sistem dan evaluasi dari hasil implementasi serta kendala kendala yang dihadapi dalam perancangan sistem ini. Bab 5 : Membahas tentang kesimpulan dari hasil penelitian dan analisa sistem serta saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut